一直以來,全球鋰
電池產(chǎn)業(yè)基本集中在中、韓、日三個(gè)國家。國內(nèi)空前火熱的鋰
電池市場將形成中日韓“三國殺”的格局。雖然日韓鋰電池巨頭進(jìn)軍中國將對國內(nèi)動(dòng)力鋰電池廠商形成巨大的競爭壓力;但也將進(jìn)步激活上下游產(chǎn)業(yè)鏈,對國內(nèi)鋰電池乃至新能源汽車市場的發(fā)展起到巨大的促進(jìn)作用。
如果我們做產(chǎn)業(yè)化的高效電池,有兩個(gè)基本條件,一個(gè)是高效率,另一個(gè)是低成本。如果這么做基本技術(shù)在那里?表面鈍化技術(shù)是非常重要的環(huán)節(jié),另外是電池結(jié)構(gòu)包括PERC、PERT、PERL等電池。
上午天合的馮博士也說到這了,現(xiàn)在可產(chǎn)業(yè)化的高效電池就是兩種結(jié)構(gòu),一種是趙建華博士在1988年提出的PERC和PERL電池,PERL電池已經(jīng)達(dá)到25%的效率。還有一種是異質(zhì)結(jié)電池,破了25%的效率之后也是非常熱,達(dá)到了25.6%的效率,英文簡稱BJBC電池。
所以現(xiàn)在看,BJBC可以是同質(zhì)結(jié)也可以是異質(zhì)結(jié),這是一個(gè)非常重要的里程碑,但是對于可產(chǎn)業(yè)化來說,目前在這種技術(shù)在產(chǎn)業(yè)化上都遇到了一個(gè)成本非常高的問題,我覺得是我們努力的方向,但是如果真正把成本降下來,做到目前的可以大規(guī)模產(chǎn)業(yè)和的程度,還得至少三、五年的時(shí)間。
2017-2022年中國電池技術(shù)行業(yè)發(fā)展前景分析及發(fā)展策略研究報(bào)告表明,如果做可產(chǎn)業(yè)化的技術(shù),目前有PERC和IBC兩種技術(shù),前者成本低一些,比普通電池高10%左右,大家能接受。產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)可分為小于21%的效率和大于21%效率技術(shù)。
PERC電池效率小于21%,這種技術(shù)通常是P型硅電池,使用了發(fā)射極高方阻技術(shù),這個(gè)技術(shù)能夠使前面發(fā)射極的鈍化效果非常好,上午看杜邦的講演漿料可以在90歐姆/Sq方阻的發(fā)射極上做電極,實(shí)際上他們兩年之后能做到110歐姆/Sq。
如果說前表面方阻能做到100歐姆/Sq以上,前我個(gè)人認(rèn)為前表面發(fā)射極技術(shù)基本上沒有太大的改進(jìn)空間了,為什么電池前表面選擇性發(fā)射極技術(shù)這些年大家基都不做了?發(fā)射極方阻本身都做到100歐姆/Sq以上了,這種技術(shù)的優(yōu)勢也基本上喪失掉了。
前表面做好了之后,電池效率的提升主要是背面鈍化。現(xiàn)在大家做的PERC結(jié)構(gòu)或者叫點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu),這方面應(yīng)該說最容易產(chǎn)業(yè)的,當(dāng)然還有接觸點(diǎn)有高摻雜的,這就是PERL電池結(jié)構(gòu),這種工藝相對復(fù)雜一點(diǎn)�,F(xiàn)在激光的技術(shù)的快速發(fā)展,還有三氧化二鋁的鈍化,背面局域接觸的PERC電池從工藝、技術(shù)上非常成熟了。
但是像我上午說得,趙博士在26年前提出來的PERC電池結(jié)構(gòu),走了20多年才走到產(chǎn)業(yè)化,從概念提出到真正的產(chǎn)業(yè)化也是非常不容易的過程。
如果電池效率高于21%,這時(shí)候低成本產(chǎn)業(yè)化P型硅PERC目前看很難達(dá)到,所以要用一些新的電池結(jié)構(gòu),像天合做的IBC電池。目前盡管天合比Sunpower成本低了很多,總體來說比目前的普通電池成本高一倍以上,這方面,低成本化還是大家需要努力的。
另外還有HIT電池。HIT電池的效率一般都在22%左右,我下面還要講,HIT電池看起來結(jié)構(gòu)非常簡單,但實(shí)際上制備工藝是一種非常精密的異質(zhì)界面控制技術(shù),這種技術(shù)工藝窗口很窄,搞半導(dǎo)體集成電路的人有體會(huì)。我們要發(fā)展HIT電池技術(shù)需要做這種精密的界面控制,相對來說還是需要很大的努力。
“十三五”支持我國大規(guī)模晶體硅電池效率達(dá)到23%,所以說IBC電池、HIT電池是發(fā)展的方向。鈍化技術(shù)要達(dá)到這么高的效率水平,實(shí)際上有兩個(gè)基本技術(shù),一個(gè)是鈍化技術(shù),現(xiàn)在三氧化二鋁鈍化是非常好的,過去鈍化使用ALD技術(shù),比較復(fù)雜的設(shè)備,也比較貴,現(xiàn)在出現(xiàn)了等用離子體三氧化二鋁鈍化,產(chǎn)業(yè)化比較便宜。
還有一個(gè)重要的技術(shù)是結(jié)形成技術(shù),N型硅電池是一個(gè)方向,但是需要硼擴(kuò)散形成發(fā)射極,擴(kuò)散溫度高。剛才48所介紹了減壓擴(kuò)散是比較好的方向,它的裝片量和擴(kuò)散均勻性都比較好。第二是離子注入技術(shù),它形成的PN結(jié)非常均勻。
還有兩種比較簡單的N型硅電池PN結(jié)制備技術(shù),一種是鋁漿燒結(jié),先絲網(wǎng)印刷鋁漿,通過燒結(jié)形成了一種PN結(jié),電池效率能夠接近20%的效率,工藝簡單,所以大家做的熱情比較高。還有一個(gè)就是硼磷共擴(kuò)散技術(shù),效率可以達(dá)到21%。
大容量方形電池是動(dòng)力電池發(fā)展方向。在日本,以18650圓柱電池為主,全自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備,源于成熟的鎳氫電池產(chǎn)業(yè)。在中國,大容量電池的全自動(dòng)化生產(chǎn)制造設(shè)備的發(fā)展,工藝路線的不斷發(fā)展和成熟,保證了大容量電池的品質(zhì)、一致性、安全性,也保證了電源成組技術(shù)的實(shí)施。
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