天合光能副总裁、光伏科学与技术国家重点实验室主任 冯志强
 

　　天合光能副总裁、光伏科学与技术国家重点实验室主任冯志强就在接受《光伏产业观察》记者的采访中，畅谈高效技术路线，展望行业技术发展，并对光伏行业未来应当如何布局提出了他的见解。

 

 

　　近日，在全球最大的太阳能汽车比赛“日本2017FIA电子与新能源太阳能赛车锦标赛”中，由天合光能IBC太阳电池驱动的太阳能赛车再度摘得梦想组桂冠，连续第三次卫冕大赛冠军。天合光能自2015年开始与日本大阪产业大学合作研制“OSU-Model-S”太阳能赛车，其全部动力来自由天合光能研发的IBC太阳电池。该款赛车已在2015和2016年的铃鹿FIA太阳能汽车赛中两次夺冠.

 

　　“太阳能赛车对电池效率要求非常高，而IBC电池的最大优势就是发电量高，电池转换效率可以达到24%，甚至达到了25.2%，目前IBC电池结构结合了非晶硅的钝化后，世界纪录的效率已经达到了26%。”冯志强进一步介绍到，“天合光能做的是可量产的IBC电池，其发电效率在实验室达到了24.13%，在中试生产线上达到23.5%，平均效率达到23%是没有问题的。劣势是工艺复杂，相对制造成本高，门槛比较高，目前一般的太阳能厂家还做不了，我们也投入研发了好几年。”

 

　　IBC太阳电池（InterdigitatedBackContact指交叉背接触），是指电池正面无电极，正负两极金属栅线呈指状交叉排列于电池背面。IBC电池最大的特点是PN结和金属接触都处于电池的背面，正面没有金属电极遮挡的影响因此具有更高的短路电流Jsc，同时背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻Rs从而提高填充因子FF；加上电池前表面场（FrontSurfaceField,FSF）以及良好钝化作用带来的开路电压增益，使得这种正面无遮挡的电池不仅转换效率高，而且看上去更美观，同时，全背电极的组件更易于装配。IBC电池是目前实现高效晶体硅电池的技术方向之一。

 

　　高转换效率IBC电池不但可降低光伏系统的LCOE，在太阳能汽车、太阳能飞机、太阳能飞艇等特殊领域都有着广泛的应用前景。

 

　　IBC电池因其特殊的制造工艺流程，使得制造成本较高，但冯志强表示IBC电池未来发展具有潜力，具有以下两方面的优势，“第一，生产IBC电池只需升级现有晶体硅产线就能做，因为其并不是完全不同的技术路线，不需要推倒之前的所有设备。第二，分布式市场的崛起，在屋顶这样面积有限的情况下，就需要用到高效电池，虽然高效电池较贵，但总体规模不大，而且精致漂亮，因此IBC电池运用在分布式屋顶市场上会有很大优势。”

 

 

　　在国家能源局、工信部以及国家认监委发布的第三批光伏领跑者效率技术指标中指出，领跑者基地多晶组件和单晶组件技术指标分别提高至17%和17.8%，多晶组件一年内衰减率不高于2.5%，单晶组件不高于3%。业内分析师认为，新标准单多晶组件效率对应电池效率约为20.5%和19.4%，以现行产品来看，单、多晶基本上都要PERC才能满足领跑者计划要求。

 

　　“目前在PERC电池产业中，单晶PERC电池效率能达到21.5%，个别领先企业已经可以做到22%的电池效率，多晶PERC再加上黑硅制绒，效率做到20%没有问题，这是现在的现状。PERC的未来，我认为将会是行业主要的发展方向。”

 

　　冯志强表示，未来几年内，即使光伏行业在技术方面没有其他突破性的进展的话，还可以继续提升PERC电池的效率空间。“PERC技术的转化效率达到22%并不是极限，理论上说，PERC的电池效率在实验室可以达到24%，在产线上预估可以达到23%，但这个效率是在控制低成本的技术条件下。如果不考虑成本，只考虑技术，效率肯定不止23%，但是我们需要控制成本，经过几年的努力，产线量产效率做到23%是没有问题的。”

 

　　那么，PERC电池在技术上还有哪些方面可以提升效率？冯志强认为可以从技术及成本两方面上提升PERC更多空间。“技术上，首先硅片质量还可以进一步提升；第二，金属栅线设计，形貌可以进行改良，栅线还可以做到更细，目前做到50微米，未来可以做到30微米以下；第三，正面扩散可以优化；第四，最重要的一点，因PERC电池是背面钝化，而背面钝化还有很多优化空间，接触孔的图案可以做成点接触，使得接触的空间更小更密。”冯志强表示：“成本方面，除了技术提升对成本下降有贡献以外，其实组件的制造成本还可以继续下降，下降的原因一方面是由于组件制造的规模增加，规模效应对组件成本下降起到很大作用；另一方面是硅片原材料成本的下降，包括了银浆成本的下降；还有一个很重要的原因是PERC电池设备的国产化，目前关键设备主要还是从国外进口，但已经有国内设备产商能够生产了，这些设备的国产化也会促就成本的下降。”

 

 

　　在第三批“领跑者”计划中，还将继续鼓励竞争机制，并推出HJT（异质结太阳能电池）、IBC等“超级领跑者”，让高新技术也有应用空间。此次技术标准的提高，意味着对企业的产品要求将更加严苛，这也更加符合第三批“领跑者”计划的需要。

 

　　冯志强认为“领跑者”指标虽然每年都在提升但业内尚且可以达到，然而想要达到“超级领跑者”指标并不容易，需要行业向着“更高效”迈进。

 

　　“超级领跑者”有着更高的门槛，是国家极力引领行业朝着高端制造、智能制造路线行进，努力研发高质量高品质产品，对行业起到推动作用。因此，对于行业来说，冯志强认为应该在以下几方面进行布局，才能适应国家的更高要求。“第一，要做到降本提效，首先需要提高制造端设备智能化、自动化水平，使得制造过程智能化；第二，智能化制造在产线自动化的基础上，还需重点提升智能化管理，用数据来监控与追溯产线，形成监控系统，利用云平台大数据的概念导入智能化，在制造端采取措施以保证规模产品的高质量。”

 

　　此外，在第三批“领跑者”计划中现身的“超级领跑者”计划，其技术和效率门槛目前并未公布，中国官方亦尚未制定第三批领跑者与超级领跑者专案所分配的指标量以及竞标时间。政府希望透过领跑者来刺激光伏产业技术升级、转型的目标，还须看“超级领跑者”放出的规模，以及所制定的技术门槛而定。

 

　　冯志强认为：“'超级领跑者'的门槛一定是要高效电池，在新技术中，HJT电池、IBC电池、MWT等太阳电池技术都可以达到更高的效率，单晶N型PERT电池效率可达22%以上，这些新技术的发展都鼓励了高效电池的市场化。以N型硅片为基底的高效电池，例如N型PERT电池、HJT电池、IBC电池都是未来高端市场的技术。”

 

　　另一方面，冯志强也表示，目前“领跑者”及“超级领跑者”的市场都以大型光伏电站为主要对象，而IBC及HJT等高效电池虽然效率高但其成本也高，因此，业内在大型电站中使用IBC及HJT电池时，应结合实际情况，综合考量如自然条件、光照、土地、安装成本等非技术以外的成本因素，最后核算度电成本，全方位考量和评估，继而选择最佳方案。

 

 

　　2017年上半年，中国光伏市场环境发生着很大的变化，分布式受到各企业“青睐”，应用多样化开始显现，挑战和机遇并存。在“互联网+”国家战略和国家电力体制改革的大背景下，业内许多企业已从分布式发电、智慧分布式能源管理、智慧能效管理、微电网等多个方向入手，布局一体化的能源互联网生态闭环。

 

　　冯志强认为光伏市场的未来将朝着分布式光伏发电方向发展。“新型的光伏市场从建设大型电站开始，待市场成熟后会发展分布式光伏发电。分布式光伏发电可利用家庭、厂房屋顶、交通公路两侧等，几乎所有人文活动的场景都可以利用起分布式光伏发电。从技术上来说分布式光伏发电对高效电池产品要求更高，此前多晶硅占据了光伏市场的绝大部分，在行业经过几年的发展后，单晶在市场上的份额逐渐增加，正是因为分布式市场的崛起。”

 

　　数据显示，2017上半年，我国新增光伏发电装机容量达到24.4GW，同比增长9%，其中分布式光伏新增装机7.11GW，同比增长2.9倍。上半年累计装机量达101.82GW，其中，光伏电站84.39GW，分布式光伏14.73GW。与此同时，在“一带一路”战略引导及国际贸易保护形势的影响下，我国光伏企业海外布局加速推进，“走出去”步伐加快，产能扩张依然强劲。

 

　　冯志强认为高效产品与智能化能源管理同样是建设“一带一路”的关键，“在以迪拜为例的富裕国家和地区，其光照条件好，但光伏应用还有待发展，未来可采取光伏产品加上应用产品模式，例如光伏+储能，光伏+家用电子产品，例如电冰箱，电视机等家用电器；也可以在别墅屋顶安装光伏发电系统，充分利用光照资源好这一优势，打造智慧家庭能源管理系统便可应用在”'一带一路'上的富裕国家；另一方面，在贫穷地区、无电地区，由于缺乏电网配置，对于此类地区主要利用离网系统，不仅仅是销售发电产品，还要考虑如何真正运用到客户端，其实无电地区作为智慧能源其中的一部分，运用高效产品配合自发自用的离网系统，白天发电，晚上使用，真正做到高效产品和智慧能源的结合。“冯志强介绍道。

 

　　在采访的最后，冯志强期许业内共同携手推进技术进步，助推产业发展，期待更高效产品的出现。同时，冯志强强调，实现低成本高效太阳电池产业化是我们的最终目标，未来的光伏行业一定是高效、智能以及平价的。高效太阳电池必将会走进千家万户，成为普通老百姓看得见，摸得着，用得起的产品。