25.11%！漢能異質(zhì)結(jié)電池轉(zhuǎn)換效率再次刷新世界紀(jì)錄
光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊
發(fā)布日期：2019-11-08
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漢能成都研發(fā)中心再次刷新高效硅薄膜異質(zhì)結(jié)（Silicon Hetero-Junction，SHJ）太陽(yáng)能電池的世界紀(jì)錄，其制備的冠軍電池片，全面積（M2，244.45 c㎡）光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到25.11%。
漢能成都研發(fā)中心再次刷新高效硅薄膜異質(zhì)結(jié)（Silicon Hetero-Junction，SHJ）太陽(yáng)能電池的世界紀(jì)錄，其制備的冠軍電池片，全面積（M2，244.45 c㎡）光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到25.11%。相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)德國(guó)哈梅林太陽(yáng)能研究所（ISFH）認(rèn)證，刷新了此前由其自身保持的6吋硅片24.85%的原世界紀(jì)錄。
再次打破紀(jì)錄的漢能SHJ太陽(yáng)能電池，采用的是ITO材料透明導(dǎo)電膜和絲網(wǎng)印刷電極，成本低、易采購(gòu)，在降低量產(chǎn)成本、開(kāi)拓市場(chǎng)等方面有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)。此次技術(shù)突破，也是在使用量產(chǎn)設(shè)備和低成本量產(chǎn)工藝的前提下取得的，能夠很快用于大規(guī)模量產(chǎn)。
SHJ技術(shù)被稱(chēng)為極具競(jìng)爭(zhēng)力的下一代太陽(yáng)能技術(shù)?；谶@種技術(shù)生產(chǎn)的組件，具有極好的耐候性，使用壽命可達(dá)30年以上，同時(shí)還具有轉(zhuǎn)換效率高、性能穩(wěn)定、無(wú)光衰、無(wú)電勢(shì)誘導(dǎo)衰減（PID）、高溫下功率輸出高等諸多優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于移動(dòng)能源、發(fā)電綠色科技建筑、地面電站、分布式電站、垂直安裝、漁光互補(bǔ)、農(nóng)光互補(bǔ)等項(xiàng)目上。
自2017至2019年，漢能SHJ電池轉(zhuǎn)換效率穩(wěn)步提升，從22.85%至25.11%，均獲第三方認(rèn)證。
漢能薄膜發(fā)電集團(tuán)副總裁，異質(zhì)結(jié)事業(yè)部CEO徐曉華表示，漢能自主研發(fā)的SHJ技術(shù)，已經(jīng)在四川雙流實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，該技術(shù)同時(shí)具有高效和低成本優(yōu)勢(shì)，核心薄膜沉積設(shè)備已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。
漢能異質(zhì)結(jié)事業(yè)部成立不到三年，在SHJ太陽(yáng)能電池領(lǐng)域已取得良好進(jìn)展，漢能擁有SHJ太陽(yáng)能電池產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)及交鑰匙工程的完整知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
他表示，在SHJ電池領(lǐng)域的突破，對(duì)漢能在光伏大規(guī)模地面電站市場(chǎng)和屋頂分布式市場(chǎng)業(yè)務(wù)布局有著重要意義。
漢能首席科學(xué)家、聯(lián)席首席技術(shù)官徐希翔博士表示，此次新世界紀(jì)錄的取得，是漢能異質(zhì)結(jié)事業(yè)部，特別是成都研發(fā)中心全體員工、成都東騰和四川漢能員工共同努力的結(jié)果。
同時(shí)，他還對(duì)北京工業(yè)大學(xué)嚴(yán)輝教授、中國(guó)科學(xué)院電工研究所王文靜博士及四川大學(xué)張靜全教授的聲援與支持表示感謝。
漢能成都研發(fā)中心成立于2011年，8年多來(lái)，在漢能首席科學(xué)家、聯(lián)席首席技術(shù)官徐希翔博士和李沅民博士（1958.10.11-2019.6.9）的帶領(lǐng)下，在非晶硅、微晶硅和透明導(dǎo)電氧化物薄膜領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了大量創(chuàng)新和經(jīng)驗(yàn)積累。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)從一開(kāi)始就以SHJ技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)量產(chǎn)為目標(biāo)，在量產(chǎn)設(shè)備上直接進(jìn)行SHJ太陽(yáng)電池的研發(fā)，極大地降低了研發(fā)到量產(chǎn)的資金及時(shí)間成本。
近兩年來(lái)，漢能SHJ太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率連續(xù)實(shí)現(xiàn)每年1％的提升。繼2019年8月打破由日本壟斷29年的世界紀(jì)錄之后，再次取得突破，轉(zhuǎn)換效率達(dá)25.11%。
至此，漢能在高效硅異質(zhì)結(jié)電池領(lǐng)域，以及砷化鎵、銅銦鎵硒等薄膜太陽(yáng)能領(lǐng)域，共保持六項(xiàng)世界紀(jì)錄及多項(xiàng)國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)。
成都研發(fā)中心克服了哪些困難，如何取得的突破，做過(guò)哪些“出乎意料”的嘗試？以下為“漢能移動(dòng)能源”微信公眾號(hào)采訪(fǎng)徐希翔博士實(shí)錄：
可彎曲的漢能SHJ太陽(yáng)能電池
與8月2日獲得6吋SHJ電池世界紀(jì)錄時(shí)相比，在技術(shù)上，這次有哪些突破？
我們這次的重心是改善電池鈍化層的性能和它的界面特性，提升電池的開(kāi)路電壓，同時(shí)短路電流和填充子也略有提升。我們也改善了微晶硅摻雜層和透明導(dǎo)電膜的接觸特性。在這種情況下，電池效率比之前的24.85%提高到25.11%。
在目前比較艱難的局面下做研發(fā)，是不是也困難重重？
其實(shí)按照我們?cè)镜挠?jì)劃，今年奪冠有一個(gè)三部曲，年底的目標(biāo)準(zhǔn)備做到25.5%，但實(shí)際上可能很難了，因?yàn)橘Y金確實(shí)緊張。原本我們還計(jì)劃用新材料做TCO薄膜，已經(jīng)為此預(yù)訂了臺(tái)灣廠家的RPD設(shè)備，準(zhǔn)備用IWO取代ITO，轉(zhuǎn)換效率可以顯著提升，可惜因?yàn)橘Y金原因，對(duì)方?jīng)]能把設(shè)備發(fā)出來(lái)。我們還準(zhǔn)備嘗試一些其他的工藝，例如HBC、銅電鍍等等，然而同樣因?yàn)橘Y金問(wèn)題，設(shè)備還沒(méi)有到位。新設(shè)備、新材料到不了，我們就只能在現(xiàn)有的條件下?tīng)?zhēng)取有所突破。
非常感謝到現(xiàn)在還在堅(jiān)持專(zhuān)注于技術(shù)研發(fā)的團(tuán)隊(duì)，在這么困難的情況下還沒(méi)有放棄，直到9月底送樣片到德國(guó)認(rèn)證。由衷感謝這個(gè)團(tuán)隊(duì)的每一位成員！
我們的SHJ電池，除了轉(zhuǎn)換效率，還有一個(gè)小突破，就是做到了柔性？
電池做薄了以后，就有一定的可彎曲性了，更接近薄膜太陽(yáng)能電池。在厚度僅為53微米（0.053毫米，A4紙厚度為50微米）的硅片上，實(shí)現(xiàn)最高效率23.61%，我們做到了，這個(gè)數(shù)據(jù)是日本JET認(rèn)證的，能在這么薄的硅片上做到這個(gè)轉(zhuǎn)換效率，我不知道有其他團(tuán)隊(duì)曾經(jīng)做到過(guò)。那時(shí)我們6吋正常厚度的SHJ電池效率是24.4%，如果是現(xiàn)在，效率會(huì)更好一些。
做薄了以后，技術(shù)人員一開(kāi)始不敢彎曲，說(shuō)“那東西太脆了，會(huì)破”。我說(shuō)沒(méi)事，戴好護(hù)目鏡和手套，去試試，你們?nèi)?，彎到破為止，順便錄個(gè)視頻，告訴我什么時(shí)候破的。兩個(gè)小時(shí)之后，我收到了郁操的微信，說(shuō)“震驚了”，因?yàn)楣杵粡澢揭粋€(gè)圓筒，但還是沒(méi)有破裂。
成都研發(fā)中心的團(tuán)隊(duì)是您和李沅民博士一手帶出來(lái)的，雖然李博士在今年6月份離世，但是年輕一代現(xiàn)在是不是可以獨(dú)擋一面了？
說(shuō)到李博士，我們的整個(gè)沖效率的三部曲，就是從5月18號(hào)，知道李博士病危開(kāi)始的。其實(shí)我們一開(kāi)始的目的是想給李博士爭(zhēng)點(diǎn)勁，但后來(lái)，他還是走了。我和李博士共事九年，他為了這個(gè)技術(shù)殫精竭慮，培養(yǎng)了很多優(yōu)秀的人才，他們現(xiàn)在逐漸成為研發(fā)的中堅(jiān)力量。我們都不想看到李博士多年的努力付諸東流，況且，咱們還是可以繼續(xù)往下再走一走，不管怎么說(shuō)，漢能已經(jīng)投入這么多的資源和心血，厚積薄發(fā)，總要點(diǎn)時(shí)間。