《中國光伏技術發展年度報告》由中國可再生能源學會光伏專委會于2015年發起并主持編制。報告定位于成為指導行業技術路線發展的重要參考資料,致力于打造國內年度光伏科學技術公開資訊品牌,為中國光伏界呈現一副盡可能完整的中國光伏技術全景圖。報告基于中國光伏學術大會(CPVC)權威專家組織架構及前沿創新成果,內容涵蓋當年國內光伏全產業鏈多種技術路線最新技術動向和研究成果。本次《2019年中國光伏技術發展年度報告》中得到了40余名國內知名專家及專委會委員的大力支持,在歷時6個月的過程中完成了234頁15萬余字的行業報告。
引言:
2018 年是中國光伏產業轉型調整的一年。在國家光伏政策收緊、宏觀經濟增速放緩的大背景下,“531”新政的出臺,短期看對光伏市場具有較大沖擊。2018 年我國新增光伏裝機44GW,較比2017 年下降20%多。但從長期看,“531”新政則可促進光伏行業可持續發展。
無論政策等外在環境如何變化,效率和成本仍然是光伏領域最核心的問題。回顧2018 年,我國在光伏材料、器件及應用方面,再次取得了顯著技術進步。我國鈣鈦礦太陽電池效率再次進入美國國家可再生能源實驗室的電池效率紀錄表。為全面反映我國光伏技術過去一年的斐然成績,中國光伏專委會組織數十位專家,對2018 年我國光伏全產業鏈的技術現狀和發展趨勢進行了系統總結。通過對光伏技術發展前沿的跟蹤和光伏產業發展信息的捕捉,力圖為推動我國光伏產業技術的持續進步貢獻微薄之力。
——中國可再生能源學會光伏專委會主任趙穎
全書共分6個章節,分別從“晶體硅材料”、“晶體硅太陽電池”、“薄膜太陽電池”、“新型太陽電池”、“光伏系統與應用技術”和“太陽電池中國效率表”六大方面全面梳理了2018年各領域的最新技術進展與亮點,并對2019年技術發展趨勢進行了分析和預判。接下來小編帶大家提前了解一下今年報告的技術亮點。
技術亮點第一章:晶體硅材料和硅片研究進展
1366公司的直接法硅片由韓華Q CELLS制備的PERC電池平均轉化效率達到20.5%。保利協鑫的硅烷流化床技術2018年實現1萬噸的顆粒硅年產能,達到設計指標。陜西有色集團與挪威REC在陜西合資建設年產1.8萬噸的顆粒硅生產線,2018年初開始系統運行,上半年產量1800噸,到第3季度末,已開流化床8臺,預計全年產量達到3000噸。國內先進企業通過大裝料、高拉速、多次裝料拉晶(RCz)等工藝技術的快速突破與推廣應用,大幅提高了投料量和單爐產量,顯著降低了拉晶成本。隨著國內企業在連續拉晶(CCz)方面的持續研發投入,CCz拉晶工藝不斷取得突破,其生產效率可以做到RCz的1.3倍以上。為適應高效PERC多晶電池的要求,協鑫發展了共摻雜技術以降低光衰,在硅片端直接濕法制絨生產黑硅硅片。目前黑硅多晶硅片的PERC電池平均轉換效率達到20.6%,60片標準組件效率超過300W。
技術亮點第二章:晶體硅太陽電池研究進展
2018 年國內晶體硅太陽電池技術的進展仍舊主要集中在PERC 電池的產業導入上。截止到2018年底全球PERC 電池產能將會達到60GW。在2017 年導入雙面PERC 電池的基礎上進一步導入了選擇性發射極技術(SE:Selective Emitter),使得一線企業的PERC 電池產線平均效率提升到22%左右。
在2018 年亦有多家HJT 電池產線調試成功投入生產,產線平均效率提升22.8%~23%左右。
國內亦有企業將Topcon 技術導入到現有的n-PERT 電池產線中,目標是將電池效率提升到22.5%左右,但是目前這種技術還沒進入大規模量產階段。
技術亮點第三章:薄膜太陽電池研究進展
2018 年各類薄膜太陽電池都取得了較大進展。單結μc-Si:H 太陽電池的效率2018 年提高到了11.9%,研究方向仍然以光管理、電學和結構的優化為主,半透明和柔性襯底的非晶硅電池依然保持著較高的研究熱度。銅銦鎵硒太陽電池的小面積器件效率為日本Solar Frontier 公司創造的22.9%,30cm×30cm 組件的最高效率為19.2%;2018 年國內小面積銅銦鎵硒電池的效率提高到了21.49%。此外,比利時歐洲跨校際微電子研究中心(IMEC)與德國巴登符騰堡太陽能和氫能源研究中心(ZSW)創造了24.6%的鈣鈦礦/銅銦鎵硒雙結疊層太陽電池效率紀錄。銅鋅錫硫基薄膜太陽電池的小面積器件研究取得了較大進展,國內外多家研究機構取得了超過11%的器件效率,國內兩家單位制備的器件效率已超13%。碲化鎘薄膜太陽電池的小面積器件效率仍由美國First Solar 公司保持在22.1%,大面積組件的效率仍為18.6%;2018 國內碲化鎘太陽電池的效率提高到了18.44%,大面積組件的平均效率達到13%以上。2018 年GaAs 薄膜單結電池效率經歷了較快突破。美國Alta Devices 公司制備的柔性薄膜單結電池效率已提高到29.1%;三結GaAs 薄膜電池方面,最高效率仍為日本Sharp 公司研發的倒裝型IMM(Inverted metamorphic Multijunction)電池,達到37.9%。
技術亮點第四章:新型太陽電池研究進展
2018年新型太陽電池方向研究進展突出,多種新型太陽電池的效率記錄被國內課題組刷新。特別是在鈣鈦礦太陽電池中高效太陽電池、電子傳輸層、空穴傳輸層、表面/界面修飾、電池穩定性以及大面積電池的基礎理論和技術研究等方面取得的最新標志性成果。其中鈣鈦礦太陽電池國際上最高認證效率由中科院半導體所的游經碧研究組突破至23.7%。杭州纖納光電科技有限公司實現了19.277 cm2的大面積鈣鈦礦太陽電池組件17.9%的認證光電轉換效率,穩態功率輸出效率達到17.3%;全無機鈣鈦礦太陽電池突破至17%;柔性鈣鈦礦太陽電池的效率提高到18.40%;無機鈣鈦礦/有機疊層太陽電池實現14.03%的效率;有機疊層太陽電池17.3%達到世界最高光電轉化效率;硒化銻薄膜太陽電池7.6%達到世界最高效率;平面型Sb2S3 太陽電池6.35%的光電轉換效率;固態染料敏化實現11.7%的效率。
技術亮點第五章:光伏系統與應用技術進展
2018年在光伏系統與應用技術方面,可再生能源微網熱電聯供技術、分布式光伏/儲能系統集成技術、支架及跟蹤系統技術、1500V智能光伏系統技術、光伏直流升壓變換器關鍵技術、基于寬禁帶半導體的電力電子變換技術、分布式光伏并網諧波分析與抑制技術、光伏系統及部件測試和仿真技術研究取得突破性進展,光伏逆變器技術及國內外相關標準取得一定進展,水面漂浮光伏系統技術、光伏水泵系統技術、薄膜太陽能發電傘等其它光伏創新應用模式不斷發展,光伏發展政策進一步調整和完善。
技術亮點第六章:太陽電池效率表
本報告第六章“太陽電池中國效率表”,全面和系統的論述了我國各類太陽電池達到的光電轉換效率最高水平的情況,不僅發布了2018年太陽電池中國最高效率表,還闡述與2017年相比較我國各種太陽電池效率突破;同時也給出了國際知名的太陽電池最高效率表,展示了太陽電池效率世界紀錄發展現狀,以及我國打破世界太陽電池效率的情況,對國際太陽電池最高效率進展進行了全面總結。