高效n型TOPCon光伏技术开发与应用
成果类型:: 新技术
发布时间: 2023-11-30 11:39:21
利用单晶硅生长炉内部热场模拟、流体传质技术,设计了新型加热器,有效抑制氧杂质在单晶炉中的扩散,经过第三方测试,实现最低氧含量9ppma,最大少子寿命3700μs的n型单晶硅片制备。背面采用高能激光退火技术,增强了poly-Si的结晶性能,提高了电子载流子浓度;自主研发分步金属/poly-Si增强接触技术,降低了金属/poly-Si的接触电阻;开发了正面激光辅助掺杂及损伤修复技术,实现高质量选择性发射极结构。上述技术有效地提升了电池效率。开发了定向内反射光通量增益技术、多主栅技术及0.26mm焊带技术,使量产组件功率达到630W(M10电池/78片)以上。高效n型TOPCon光伏组件产品,被人民日报、新华社、中央二套等权威媒体广泛报道,在亚洲、欧洲等全球推广应用,市场占有率高达14%。项目成果率先实现n型组件规模量产及应用,TOPCon电池效率连续7次打破n型电池的世界纪录,引领行业技术升级,有效提升了我国光伏产品的国际竞争力,巩固国际领先地位。同时助力实现碳达峰、碳中和目标,社会效益显著。
晶科能源研发团队依托国家企业技术中心,基于TOPCon技术革新,自主研发了“Tiger Neo n型TOPCon组件”,该成果是新能源领域光伏行业最新技术,属于国内首创、国际领先的成套装备,创新集成了世界效率(26.4%)加持的n型单晶电池技术,以高效产品提振市场需求,加速n型时代到来,助力行业实现突破性升级!该成果在欧洲、中国、澳洲、拉丁美洲、中东等海内外市场推广应用,展示了中国助力脱碳的高效清洁能源解决方案与实力!
本成果主要应用在晶科n型Tiger系列组件产品,主要销往亚洲、欧洲、中东等地区,在国家电投、大唐等国企以及阿拉伯联合酋长国阿布扎比、日本中部電力等大型光伏电站得到推广应用。晶科携n型组件参加10余次国内外太阳能光伏展会,人日报、新华社、中央二套等权威媒体广泛报道n型技术,n型TOPCon产品已成为行业的主流,作为行业内首家大规模量产的企业,引领行业n型技术升级。
本项目的量产应用,融合自身一体化技术基础与产学研合作优势,创新“光伏+”整体解决方案助力我国能源大基地战略实施。因地制宜建设光伏治沙、水光互补、农光互补等先进示范项目,助力转型区域实现多种资源综合利用,增加整体经济效益与低碳水平,以高效光伏n型组件产品助力我国大基地项目高质量运行与发展。在国家双碳目标与绿色经济发展总体要求下,“光伏+农业”可实现光热资源、土地资源整合利用,提高整体发电收益与绿色经济效益,让农产品兼具绿色时代价值。“光伏+治沙”是响应国家“大力发展可再生能源,在沙漠、戈壁、荒漠地区加快规划建设大型风电光伏基地项目”号召的重要实现。通过建设风电光伏大型基地项目,把我国西北荒漠地区改造成绿洲和大型清洁能源基地,起到固沙治沙的作用;充分利用当地资源,提升本地治理、环保发电等效益,推动东西部区域协调发展,促进共同富裕。
本成果由晶科能源股份有限公司作为承担单位,与常州大学、南开大学联合申报。晶科能源全面主导项目的基础理论研究、技术工艺路线设计及技术方案规划,在项目实施中承担着指导、开发和规划的核心作用。常州大学作为该项目的第二承担单位,负责组件端前瞻性研究,针对超多主栅组件主栅数量与直径变更导致的组件封装损失,构筑光伏组件封装损失模型,平衡材料性能与组件性能,配合优化电池互连工艺,突破超细焊丝焊接技术难点,提升组件良率。南开大学利用自身的人才智力优势和科研平台,始终强化产学研用合作网络的战略布局,利用科技创新积极推动绿色转型,节能减排和绿色发展。提供了电池的激光掺杂后修复技术及高能激光退火技术,大力支持单位所属项目成员持续系统地开展项目研发活动,并且积极引导推动了相关技术成果的推广应用。
项目成果在机理、材料、结构和器件等方面展开研究,形成一系列具有独立自主知识产权的研究成果,研究过程中揭示与物理、化学、机械、电学等学科相关的诸多科学规律。通过对所涉及对象的设计、制备、特性和功能调控的综合研究,可以实现对关键科学问题的解决和对关键性原理的认知,获得在太阳电池科学研究上的创新与突破。在此工作基础上,将形成更加完备的科学研究平台,同时培养一批具有国际先进水平的科研团队,有助于提升我国科研人员在太阳电池科学领域的国际影响力。
响应“绿色振兴”,实现双碳目标2020年9月,习近平主席宣布:中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。项目有效地提高了光伏太阳电池的发电能力,预计未来5年市场份额超50%,减排约12万吨二氧化碳排放量,对推动能源绿色低碳转型,促进清洁能源与节能降碳增效、绿色能源消费等高效协同具有重要意义。项目成果的推广应用,有利于保护生态环境,实现经济社会的可持续发展,助力国家“绿色振兴”战略的实施和“双碳”目标的实现。
项目率先开发的n型TOPCon电池及组件,通过一系列新技术、新工艺的研发,加速产品、技术迭代,大幅提高产品的光电转换效率并创造世界纪录,推动了行业技术革新、核心技术自主可控化,形成良性竞争,更快实现12亿千瓦以上的行业总目标,巩固我国光伏行业在全球的领先地位。
光伏产业涉及新材料、制造业、冶金业、电子工业等多个领域,快速发展衍生出非常可观的就业需求。光伏行业对高科技和技术工艺的需求也为进一步提升就业人员的技术素质提出了要求,可以促进就业人才的部门间流动以及就业人员综合素质的提升,促进720余人就业,培养了研究生6名,使10余人成为技术骨干和领军人才。
技术合作,在技术引进、消化吸收、人才引进等方面加强技术合作,实现技术资源的整合利用。