進(jìn)一步提高光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率,無疑是推動(dòng)光伏發(fā)電技術(shù)更廣泛應(yīng)用的有效途徑之一。由于晶體硅技術(shù)是目前光伏技術(shù)的主流,因此,基于晶體硅技術(shù)的高效電池技術(shù)的研發(fā),一直為各國政府及業(yè)內(nèi)主要企業(yè)所重視。
2013年6月,中電電氣(南京)光伏有限公司(以下簡稱“中電光伏”)正式對外宣布,由其牽頭的國家“863”計(jì)劃——“效率20%以上低成本晶體硅電池產(chǎn)業(yè)化成套關(guān)鍵技術(shù)研究及示范生產(chǎn)線”項(xiàng)目,成功生產(chǎn)出轉(zhuǎn)換效率為20.3%的高效單晶太陽電池,并即將投入量產(chǎn)。
作為高效率硅太陽能電池實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄(25%)的創(chuàng)造者和保持者,中電光伏技術(shù)官趙建華表示,高效電池的量產(chǎn),首先需要做到的是如何實(shí)現(xiàn)20%以上的轉(zhuǎn)換效率,并在批量生產(chǎn)時(shí)穩(wěn)定地保持這一效率。
目前來看,量產(chǎn)高效電池的難度仍然不低,首先是不一定大家都能生產(chǎn)得出來,其次是生產(chǎn)出來的性能也不一定穩(wěn)定。,其中的主要原因是加工工藝還在摸索中,另外則是受到成本的制約,這為量產(chǎn)高效電池帶來一些障礙。“如果不考慮成本,能夠量產(chǎn)高效電池的企業(yè)還是有幾家的。但要做出同時(shí)滿足低成本和高效率的電池,則不容易。
量產(chǎn)高效電池的生產(chǎn)成本,與加工技術(shù)有很大的關(guān)系。比如,SunPower用電鍍的方法可以做到很高的效率,達(dá)到24%都沒問題,但其成本同樣也非常高。因此,高效電池目前還只能是一個(gè)尖端產(chǎn)品,產(chǎn)量很難一下子放大,市場需求也不見得跟得上。從目前光伏企業(yè)普遍的財(cái)力情況和產(chǎn)品的最終市場空間來看,高效電池的規(guī)?;慨a(chǎn)還面臨著很多障礙,很難一下子推廣開。
中電光伏2012年推出的250瓦QSAR單晶電池組件,在德國PHOTON實(shí)驗(yàn)室的戶外太陽能組件單位面積年發(fā)電量測試中,曾獲得了151種組件中排名第五的好成績,而前3名都是Sunpower的組件。但很多客戶表示,他有的是面積來安裝電池板,因此要的不是高效,而是便宜。
有跡象顯示,由于多晶硅的成本優(yōu)勢,國內(nèi)多家原本既生產(chǎn)單晶硅又生產(chǎn)多晶硅電池的企業(yè),此前都已停產(chǎn)了其單晶硅產(chǎn)能。數(shù)家專事單晶硅生產(chǎn)的企業(yè),也面臨著市場正在收窄的窘境。而單晶硅,正是制作高效電池的主要材料。
另外,還有包括德國肖特公司在內(nèi)的高效電池研發(fā)者甚至已退出了該領(lǐng)域。肖特公司曾在兩年前宣稱,用P型單晶生產(chǎn)出了轉(zhuǎn)換效率達(dá)21%的高效電池。但該公司目前已經(jīng)關(guān)閉了這一業(yè)務(wù),技術(shù)團(tuán)隊(duì)也已解散。造成這一現(xiàn)象的原因,可能與近年來多晶硅電池技術(shù)進(jìn)步快也有很大的關(guān)系。
幾年前,中電光伏生產(chǎn)的單晶電池和多晶電池,在光電轉(zhuǎn)化效率上相差為1.5%以上,但現(xiàn)在這個(gè)差距已經(jīng)縮小到了1%,甚至有時(shí)候還低于1%。這或許也正是一些公司不愿再生產(chǎn)單晶的原因之一。如果高效電池的市場打不開,這一局面短期內(nèi)也許將不易改變。
不過,隨著以日本為代表的屋頂光伏市場的崛起,這一情況也正在發(fā)生改變。
近年來,在光伏支持政策的推動(dòng)下,日本市場發(fā)展迅猛。數(shù)據(jù)顯示,僅2013年第二季度,日本光伏安裝量就高達(dá)1.8GW。而日本市場的一個(gè)顯著特點(diǎn),則是屋頂項(xiàng)目占據(jù)絕大部分的市場份額。因此,在面積有限的情況下,更高效率的產(chǎn)品成為日本客戶的首選解決方案。
此外,隨著光伏系統(tǒng)硬件成本持續(xù)下降,使得安裝過程中的人工成本得以凸現(xiàn)。這在很多發(fā)達(dá)國家更為突出,這些地區(qū)的客戶更愿意購買高效產(chǎn)品,以減少配套成本的支出。從目前日益增加的高效電池訂單,可以看出這一趨勢在美國等市場更加明顯。
高效電池到底好不好、是否有意義,最終還是要從市場的角度來看,要看市場空間有多大、市場接受度如何。如果市場恢復(fù)得好,不排除更多的企業(yè)開始重視高效電池。近期硅片行業(yè)的擴(kuò)張,單晶的頻率就顯示出越來越高的跡象。而且,國外的電池技術(shù)更有向單晶高效方向發(fā)展的趨勢,相比而言,國內(nèi)市場更加在意成本因素,因此高效電池的接受度相對較低一些。