毫無疑問,HJT是當下最被光伏業內寄予厚望的下一代電池技術路線。單晶PERC背鈍化技術,量產效率在22.5%左右,已逼近其結構的工藝極限效率(23.5%左右),業內期待HJT異質結電池能夠接棒,扛起下一代高效電池的大旗。其研發效率已經超過25%,批量生產效率達到24.5%,產業化條件基本成熟,預計在未來一兩年內將迎來爆發性發展和增長。
但是要實現異質結電池產業化,目前仍存在幾大 “痛點”主要包括:
N型硅片成本高
銀漿耗量高
組件封裝損失等問題。
“低生產成本、高效率、長效”一直被視為光伏電池的“不可能三角”,但這種局面在近期有望被打破。
另一條技術路線MWT向HJT伸出了橄欖枝。
近日,針對行業不斷的合作期盼,日托光伏對外宣布:“鑒于MWT技術與HJT可完美結合,公司秉持開放態度,愿與業內HJT企業開展技術合作,共同推進HJT技術的快速發展。”
日托光伏總裁張鳳鳴博士表示:“高效背接觸MWT技術可完美解決HJT技術的難點,為實現異質結電池產業化快速推進帶來了新動力。背接觸MWT技術和HJT異質結技術的結合,可以實現超高效MWT+HJT電池的規?;慨a,不僅進一步提升電池轉效率,也為降低單瓦成本打開新的空間。”
幾乎所有主流電池和組件企業和及研究機構都曾MWT電池這項技術都有涉獵,但到現在為止,日托光伏成為行業內唯一一家實現MWT組件GW級量產的企業。據張鳳鳴介紹,MWT既是電池工藝,又是組件工藝,它本質是一個技術平臺,能夠承載PERC、TOPCon、HJT等技術,與其完美疊加。
““MWT+HJT”,是業內最先進的組件封裝工藝和電池工藝的完美結合。”張鳳鳴表示,“具備降本、省銀、更高效等多項優勢。”
高效率,MWT+HJT雙效疊加
近日,日托光伏推出了MWT+HJT產品解決方案——C-Pro系列。
據日托光伏研發人員介紹,C-Pro系列產品為N型單晶硅高效電池,一方面在技術端融合了MWT+HJT兩大先進技術的效率優勢,電池平均量產效率達到25%以上,另一方面產品端還可同時實現超大尺寸(G12硅片:210mm*210mm)和超薄(<120μm)硅片電池的制造技術,這樣單片電池功率達到11W以上,較現有常規高效PERC電池轉換效率提升2.5%(絕對值),單片功率提升10%以上,同時生產成本可以做到更低,對現有常規高效PERC電池形成替代性優勢。此外,相比較常規HJT電池,MWT+HJT電池轉換效率可高出0.5%~1%,電池片使用硅片厚度降低20%,銀漿耗量降低20%,單瓦成本可降低10%, 保證產品技術在未來具有持續的領先性和更強的競爭力。

▲薄硅片,HJT與MWT“不謀而合”,挑戰120μm極限
如圖(1)和(2)所示,常規HJT異質結電池基本是一個對稱結構,N型硅片兩邊有1-2nm的本征非晶硅隧穿鈍化層,P型摻雜非晶硅作為發射極可以位于正面也可以位于背面,背面發射極更有利于降低正面膜層光的吸收和提升填充因子,所以逐漸成為量產HJT的首選。HJT電池因為其完美的表面鈍化效果所以開路電壓Voc不會隨著硅片變薄而減少甚至還會提升,導致轉換效率基本不隨厚度減薄而改變,這就為超薄硅片的應用提供了可能,這也是降低主材硅成本最為有效和直接的方法。
根據測算,硅片厚度每降低10μm,單片硅片成本將降低3%~5%,這個對于價格高昂的N型硅片極為重要,但是薄片化帶來的挑戰也非常大,常規的焊帶高溫焊接的方式嚴重制約了硅片厚度的持續下降,所以目前量產最多只能降低到160μm左右,進一步的硅片減薄必須采用更先進的無應力互聯封裝方式,而MWT技術恰恰提供了完美的解決方案。所以HJT+MWT電池采用120μm甚至更薄的超薄硅片,只需要增加激光開孔和隔離工序即可。其工藝流程如下圖所示:
●大尺寸超高效MWT+HJT電池工藝流程:

●MWT+HJT電池封裝成組件工藝流程:

HJT電池使用的是低溫銀漿,常規的高溫焊接工藝并不適合HJT電池的組件封裝,所以HJT電池的封裝至今仍然是行業面臨的一個難題和痛點,而日托光伏的背接觸MWT技術,在組件端采用的是“導電背板+導電膠”的先進二維封裝方案,可以完美的解決HJT電池封裝的問題。這種平面二維的無應力封裝方式來源于SMT電子封裝行業,日托光伏通過持續專注的研發投入,將其成功應用于MWT電池封裝并實現產業化,采用該技術方案,可以完全消除常規電池封裝中焊帶的應用和高溫焊接的過程。
消除了焊帶及焊接過程產生的應力,導電膠低溫固化工藝和電池片低溫銀漿的電極也完美貼合,并且支撐超薄的硅片應用(<120μm)和漿料耗量的降低(不需要長的銀主柵線),同時降低了封裝損失,提升了組件的耐候性和可靠性。
低成本,MWT+HJT成本測算
按照目前主輔材的價格,對比常規HJT電池和MWT+HJT電池的生產成本,基于G12大尺寸硅片,常規HJT電池采用的是160μm厚度N型單晶硅片,而MWT+HJT電池只需要120μm厚度的超薄硅片,有效降低電池片成本。此外基于MWT技術的無主柵設計,不僅可降低遮光損失,提升電池效率,還可節省20%的銀漿耗量。

表1:MWT+HJT電池組件和常規HJT電池組件成本測算對比
如上表所示,相比較G12大尺寸常規HJT單晶電池,同尺寸的MWT+HJT電池量產效率要高出0.5%(絕對值),由于采取了超薄的120μm硅片,大幅降低了硅成本15%左右,加上MWT技術的低銀漿耗量優勢,MWT+HJT電池的單瓦成本可以比未來主流HJT電池低0.15元/W左右。在組件端,由于電池效率優勢相同面積功率高出2%左右,也就是同樣尺寸的組件額定功率要高出10W左右,結合電池片的單瓦成本優勢,在組件端單瓦成本相對于常規HJT產品依舊有0.15元的低成本優勢,這個單瓦成本甚至低于市場常規PERC+產品,但電池和組件轉換效率要遠遠高于市場常規PERC+產品。
MWT+HJT技術的疊加,充分發揮了各自技術優勢,并且解決了HJT技術產業化的“痛點”,進一步提效的同時大幅降低了生產成本,可以說MWT+HJT是“超高效”和“低成本”的極致組合,互相成就的最好伙伴。