隆基、晶澳、爱旭...光伏龙头厂商加码布局的BC电池,到底是什么?

隆基、晶澳、爱旭...光伏龙头厂商加码布局的BC电池,到底是什么?
2024年07月01日 10:47 云奇新材料

在光伏行业,技术路线的选择始终是业界关注的焦点,直接关系到企业的兴衰成败。

回溯过去数年,光伏电池的主流技术从BSF、PERC逐渐演变至现今的TOPCon技术。与此同时,BC、HJT(异质结)以及钙钛矿电池技术也在不断进步,引发市场关注。

近日,中国光伏行业协会知识产权专业委员会联合国家工业信息安全发展研究中心、工业和信息化部电子知识产权中心发布《光伏产业专利发展年度报告(2024)》。报告显示,到2023年底,以TOPCon电池、BC电池和异质结电池为代表的新兴电池技术领域创新活跃,其专利申请数量分别达到0.61万项、0.24万项和0.27万项。

在全行业疯狂扩产TOPCon电池的浪潮下,隆基绿能、爱旭股份、晶澳科技等行业龙头,却纷纷押注BC电池路线。隆基绿能董事长钟宝申曾表示:“接下来的5-6年,BC类电池会是晶硅电池的绝对主流。”晶澳科技首席技术官欧阳子也曾表示:“下一代光伏技术的方向应该先是BC技术,然后是钙钛矿叠层技术。”

目前,隆基已经推出了两代HPBC电池产品,爱旭也推出了ABC电池产品,二者均基于BC电池底层原理,BC电池技术受到诸多关注。

什么是BC电池技术

BC电池(Back Contact),指全背电极晶硅太阳能电池技术,即将PN结和金属接触挪到电池片背光面,使得正面没有电极遮挡,电池吸收太阳光照射的面积更大,以最大程度利用光照、降低电流损失、提高发电效率的技术。

BC电池不是指某一特定品牌的电池,而是典型的平台型技术,可以与TOPCon、HJT工艺相结合,在正面充分利用的前提下进一步优化钝化结构,提高光伏电池效率。如与TOPCon技术相结合产生TBC电池,与HJT技术相结合产生HBC电池。

BC电池的一种制备流程图源:摩尔光伏

BC电池的结构优势

高效率转换:BC电池的最大创新设计在于其正面无遮挡结构,可消除传统栅线遮挡带来的光能损失,实现入射光子的最大化利用。相较于常规太阳能电池,BC电池的短路电流可提升7%左右。同时,由于正面没有电极接触的影响,可以对绒面结构和钝化减反射层进行更精细的设计,增加光吸收的同时减小载流子在正面的复合损失,从而提高电池的开路电压和短路电流,实现更高转换效率。

栅线优化:BC电池的正负金属电极均位于电池背面,因此不需要担心栅线遮挡问题。这为金属栅线结构的最大程度优化提供了思路,例如适当增大栅线宽度、降低电池串联电阻、增强对长波光子的背反射功能等,从而提高电池填充因子和短路电流。

封装简便、美观:BC电池独特的背接触设计,在组件封装时更加方便,可以通过自动化操作实现共面连接。在组装过程中,可以最小化电池间隙,提高单位面积电池密度,从而增加发电量。同时,背接触电池正面色调均匀,更加美观。

BC电池的行业壁垒

资本壁垒:BC电池作为一种资金和技术密集型产业,其研发和生产需要大量的资本投入。企业必须投资购买先进的制造设备、建立生产流水线,并持续推进技术研发和产品优化。特别是,BC电池对基材的质量要求极高,制备过程中的背部PN结需要依赖图形化处理技术,涉及到多次掩膜和光刻步骤。为精准控制P/N区的位置,激光设备显得格外重要,这些因素共同推高了BC电池行业的资本门槛,使得一些小型企业难以进入。

技术壁垒:BC电池的生产过程相对复杂,电极的厚度、均匀度、结构和活性物质的分散度等细节的把控尤为重要。企业需要具备先进的涂布、碾压和干燥等技术,运用高精度的组装设备和严格的工艺流程进行精细加工,以确保材料纯度和性能达标。

专利壁垒:BC电池技术最早由美国SunPower公司提出,自2012年起相关技术专利数量不断增加,一般是美、日、韩等国申请数量较多。目前,BC技术的多个分支路线的知识产权几乎都被国外掌控,我国厂商想进入该赛道,面临较为严重的技术专利壁垒。

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