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文档简介
1、光伏路线图20151、本期摘要光伏PV工业提供电力,与传统能源和其它再生能源发生竞争。这里是国际性的技术路线图,有助于识别趋势,定义改进需要。对于SEMI国际技术路线图用于光伏ITRPV的目标是告诉供应商和消费者有关预期技术趋势在晶硅领域,并讨论改进和标准需要。路线图的目标不是推荐技术方案细节,而是着重于PV领域需要改进的方面和鼓励发展。本文是第六个ITRPV版本,是由26个领导性的、国际性的多晶硅生产商、硅片供应商、晶硅电池片生产商、模块生产商、PV设备供应商和材料供应商,以及PV研究学院等共同精心研究形成的。目前公开的文件覆盖了全部的晶硅PV价值链,从晶体硅棒、电池片生产、模块制作到PV系
2、统。重要的参数设定在早期版本已经评论,并且引出几个新版本,讨论主要报告PV工业的发展趋势。 全球PV模块生产能力在2014年估计是在45-55GWp之间;市场份额是晶硅市场大约90%和薄膜技术小于10%,假如没有变化的话1, 2,技术的发展和趋势用于晶硅模块产品能力被描述在路线图中。模块价格在自2013年以来稳定,在2014年后的一个小段时期会下降。现有的先进电池技术和使用改进的材料带来更高水平的模块电力,持续努力减少了单位成本,沿着价值链的部分理由是生产商报告的生产利润在2014年。价格经验曲线连续用它是历史性的学习比率大约20%。这个学习比率可以被保留到以后几年,引入新的双边或单边接触电池
3、,用改进硅,改进电池的前和后侧面,改进电池技术。这些方面将是讨论在修订的ITRPV。在这些领域的改进将导致多晶硅模块的平均输出电力超过310Wp(60电池片模块)在2025年。电池和模块的性能的增加,加上重要的生产成本降低,它们组合起来的支撑PV系统的成本减少,并因此保证长期竞争力。这个路线图活的、持续的,不断有资料更新、公开,以便保证在生产商与供应商之间有良好的互动通过价值链。更多资料请看WWW.ITRPV.NET2、途径全部的话题贯穿价值链,分为三个部分:材料、工艺、产品。收集数据从SEMI多个公司,这些不具体指出名称。参与的公司都同意结果在报告和路线图中公开。表1显示,颜色标记是用来选择
4、参数,描述技术的成熟程度:绿色表示技术正在使用,黄色表示工业解决方案已经存在但尚未大量用于生产,橙色表示有临时的解决方案但是太昂贵,红色表示尚无可以使用的工业解决方案。全部的绘图数据点的参数的中间值发生从原始数据。按照上述,数据进入三个区域,材料、工艺和成品。这里,我们的问题关联晶体、硅片、电池、模块和PV系统,对于各自的。绿色工业解决方案存在,并且是优化的生产黄色工业解决方案已知,但没有大批量生产橙色临时的方案已知,但太昂贵,不适合生产红色工业解决方案尚且未知表1、用颜色标记技术的成熟程度。2.1材料原材料的需求和趋势,耗材在价值链被描述在这个部分,更换一些材料将是需要在经过可用的安全措施,
5、避免危害环境,减少成本,和增加效率。价格动态扮演主要角色在PV发电竞争与其它可再生能源。2.2工艺新技术和材料,生产率更高的生产设备,用来减少生产成本。用在关键工序,工艺细节改进用来增加电池片效率和模块的电力输出。这个路线图制定一个指导,对新开发的,也帮助支持改进。工艺的部分确定生产和技术问题为了价值链的几个片段,在于提高生产率,同时技术开发帮助确保更高的光电效率在电池片和模块。2.3产品价值链的每个部分都有最终产品,这里讨论预期发展的关键元素,诸如:制锭、硅片、单晶硅电池片、模块和PV系统,在未来的几年。3 PV学习曲线在PV生产工艺显著的成本减少,也导致价格的降低3。图1显示PV模块的价格
6、历史曲线,显示模块平均销售价格(2011年US$/Wp)作为累计的功能模块出货从1976年到2014年12月(MWp)4。模块出货达成PV系统安装在这些年5,显示在双对数坐标系,图线变成近似直线,到出货值为3.1 GWp时(在2003年底),而不是指南预测的100 MWp,这显示出有双倍的积累PV模块出货,平均卖价减少与学习比率(LR)是大约21%。更大的背离从LR区域在图1中是由巨大的市场波动引起的在2003年和2013年之间。 最后两个数据点表示平均价格和假定的相应的出货值在这两年的年底,例如34 GWp / 0.72 US$/Wp在2013年底,39.3 GWp/ 0.62 US$/Wp
7、在2014年底6, 7。100 GWp的里程碑清晰地出现在2012年8,当前出货模块功率预计是大约184 GWp,安装惯例,预计比实际稍微高一点,全世界实际装机模块功率大约是177 GWp,数据来自IEA 9。图1、学习曲线对于模块价格与累积PV模块出货4、成本考虑图2显示多晶硅模块的价格动态,从2010年1月到2015年2月,用独立的价格趋势对多晶硅,多晶硅片和电池片7。价格下降在2011/2012年被巨大的生产能力过剩导致,沿着PV价格链,这引导模块价格没有命中晶硅模块的目标10。图2的插入显示比较的价格比例可归于硅、硅片、电池片、和模块价格。全部的价格水平减少在10%从2013年12月到
8、2015年2月,并且共享不同的成本元素移动都是这样。多晶硅保留最昂贵特殊材料,和模块转换价格共享相应大约50%的模块价格。图2、价格趋势对于poly-Si、多晶硅、电池片、和单晶硅(假设44.1个晶片/kg或者说22.7g/晶片,平均多晶硅效率17.3%4,21Wp);加上:比较的价格比例可归于不同的模块成本元素在2010年1月,2013年1月和2015年2月(1.86, 0.72, and 0.62 US$/Wp)7。单晶硅模块生产成本是主要的驱动是耗材和材料,如讨论在单晶硅PV模块成本分析在第三版本ITRPV。如果我们得到进入重视事实,预期全球PV模块生产能力在2015年将>60 G
9、Wp 2将仍然超过全球市场要求的约50 GWp,定价将不比较为了任何成本增加-在另一边,压力在PV模块生产将持续。达到成本减少根据耗材和材料将因此保留主要任务。三个策略帮助应对挑战:i) 持续的成本减小/片,沿着全部价值链被最优化的利用安装产品容量和用硅和非硅材料更大效率。ii) 引入特殊模块产品为了不同的市场应用(例如,折衷成本-最优化,最高生存率和全部的客户订制的小众产品)。iii) 改善模块功率/电池片效率,不增加工艺成本,后边暗示效,率改善所需设备改善工艺,需要最小投资在新设备,包括设备的保养和折旧,为了避免大幅增加折旧费。5、2014年结果5.1材料5.1.1材料-结晶和硅片多晶硅是
10、最昂贵的特殊材料,晶硅模块讨论在第4部分。它显示出降低成本的潜力,我们预期FBR技术增加份额在涉及西门子工艺,显示在图3。其它技术如umg-Si是不期待对生产重大成本优势如比较传统的多晶硅技术在未来几年,但它们期待保留能够在市场。图3、预期改变在多晶硅生产技术引入钻石线切割锯是重大改进,在硅片工艺成本降低方面。泥浆-基晶片锯是普遍的仍然占统治技术。钻石线锯是成熟今天在单一硅片和因此更多的普及。图4显示预测份额对不同的硅片技术,对多晶硅在大生产。钻石线锯期待成长同时减小泥浆-基切割硅片在未来10年。其它几个新的硅片生产技术,特别是kerfless技术,预期市场共享大于5%,这个是由于成熟的确定的
11、锯片技术。图4、市场共享硅片技术对于多晶硅尽可能用更薄硅片生产,可减少kerf损耗,增加再循环比率,和减少耗材的成本。切割线直径将持续减少在以后的几年,硅和钻石线也将更多的再循环利用。晶硅的再循环比率是期待达到大约80%。5.1.2 材料-电池片工艺今天的电池片成本中硅片占大约51%,显示在图2。减少如切割硅片厚度将引导更多的有效使用硅。开发预期的在之前的版本的路线图不要物化如预报由于衰退的市场价格。更薄硅片的替代,180m是首选的厚度用于光伏电池和模块生产线,这主要是由于减少破裂。图5显示预知的趋势为了最小的切割硅片厚度为了大批量生产晶硅片工艺在当前的研究中。这里假设多晶硅片的厚度将接近最小
12、值的150m在随后的几年中。单一硅片厚度将跟随大多数最小厚度需要的模块技术和取得的最小厚度120m在2015年,为了的模块技术期望能够进一步减少到100m。金属化浆料含银和铝是非常工艺临界和非常昂贵,非硅材料使在当前c-Si电池技术。浆料消耗因此需要减少,图6显示我们的预测关于未来银的减少保留在156x156 mm2电池片在处理之后。银消耗量每个电池片是期望到未来减少,示范跨过几年,到2025年,减少从当前的大约100mg下降到40mg每电池片,新开发的浆料和丝网将能够取得这个减少,明确的显示减少的供应商需要电池片生产。平均价格的银581 US$/kg在2015年4月在成本的5.8 US$分/
13、电池片(1.3 US$ cents/Wp, for 18.3% mc-Si cell),或者仍然大约10%的非-硅电池片价格,显示在图2中。图5、预测趋势,对于晶硅电池片大批量生产的最小切割厚度。图6、预测银消耗量/片,硅片156x156 mm2因为银的价格可能保持高位,这是非常重要对持续努力对降低银消耗在电池片生产水平,银可能仍然被替代在大规模的被便宜的材料,例如铜,应用电镀技术,这预测代替。它是假设预期导入规模化生产的铜将不开始在2018年在任何有意义的用量,它是期待在2020年占到大约30%。技术问题涉及可靠性和附着力已经被解决在选择金属化技术之前可以被引入。适当的设备和工艺也需要被制作
14、准备为了规模化生产。银是因此期望保留大范围使用的金属化材料对于c-Si电池片在未来几年。无铅浆料有希望变成广泛的应用在c-Si规模化生产中在2017年。浆料含铅受到限制,依照法律在2011年,EU指导在(RoHS 2),这约束影响使用含铅和其它物质在电子和电力装备(EEE)在EU市场。它也应用成分用在直接的范围。PV板是拒绝RoHS 2,保留它们可以继续含铅,没有最小重量含量。PV的排除从指示与保留在有效的以后几年里回顾RoHS 2或许保持状态至少到2021年中期。电池片的生产将小心翼翼,但,排除这个问题,限制PV板安置在特定场所为了永久的使用(例如,电站,屋顶,建筑物综合等等)。有些构成在问
15、题也使用在其它设备,不被RoHS 2排斥(例如,充电计算器),然而构成必须遵照规定的指示。5、1、3材料模块模块增加成本是明显的,受控于今天的材料成本。两个改进在模块中性能如显示在5.3章节,减少材料成本需要如果模块增加成本不减少,接近为了越来越多的性能包括减少光损耗(例如吸收和反射的前覆盖玻璃)以及减少内部连接损耗。途径减少材料成本包括:i)减少材料体积,例如材料厚度。ii)替代(取代)昂贵的材料。iii)减少材料的浪费。使用抗反射(AR)涂层已经变成普通的在最近几年,这意味着改进前覆盖玻璃的传播。参加图7,AR涂层玻璃是期望到保留明显的前覆盖材料用于c-Si PV模块为了后十年,市场共享将
16、超过80%。在长期以来,其它材料如有机前覆盖辞了将成长,享受市场大于10%。图7、正面覆盖材料的市场共享预期自从AR-涂层玻璃变成非常普通的用在正面覆盖,它是作用的AR涂层保持效率和稳定在户外各种参数在模块的整个寿命周期内。尽管市场上不全是AR涂层玻璃,但是,这些明显的趋势标志平均服务寿命的这些涂覆将改进在未来5年在预期的模块服务寿命范围(参见图8)图8、预测趋势,AR涂层正面玻璃 对于长周期,焊接连接引线有服务如标准连接技术为了光伏电池在模块生产。由于对环境和其它考虑,更多和更PV的生产商是现在调查无铅焊料选择,可参看图9.图9、不同的电池接触技术的市场共享预期无铅焊料和导电胶技术有期待增长
17、市场份额在后来的5-7年。在长期看法,(例如,线基)连接技术是期待来前进到变成引出连接技术。它是重要的注意积极进取连接技术将需要合适与那些更薄的硅片在未来使用的。在这些考虑中,低温途径使用导电胶或线-基连接有固有的优势由于到较低的热应力联合与它们。趋势显示那是需要为了新技术,但不清楚喜欢。因为密封材料和背板表现主要的成本成分在模块生产,强烈的开发努力已经生产到减小成本的这些材料,同时维持或甚至改进那些道具有关的模块服务寿命。这已经引出趋势朝着新材料,显示在图10和图11,为了密封和背板,各自的。图10、密封材料预期的市场分配 如图10所示,预期的市场分配,聚烯烃将增长2%在2014年到大约30
18、%在2025年。但是,它是也预报EVA将保留支配地位,绝缘与市场共享将大于60%在未来10年时间。存在强烈的趋势朝着选择材料用于背板。TPA市场份额有望下降,同时玻璃和APA和期待到制造相应的成长和因此到达大约25%和20%,考虑,在2025年(见图11)。TET-基的背板是预知对保留在他们的当前市场份额大约40%。图11、背板材料预期的市场分配这里预期安装模块来叠层增加运载使用硅树脂替代胶带。非常明确,当前市场共享硅橡胶75%被期待增加到大约90%在2025.为了维持质量(用于更薄电池片),光伏电池片使用模块附件将摆脱微裂纹。主要的作用公司是试验全部的它们的产品在生产工艺期间。在其它事情之一
19、,贡献已经同意提供潜在的诱导退化(PID)-抵抗的电池和模块概念唯一。同时,这里没有工业范围的公认和应用定义的微裂纹,没有标准试验方法存在为了不是微裂纹就是PID试验。普通标准同意的确减小试验成本。ITRPV创造建议使用IEC试验标准,例如,在工业范围基础应用PID试验在模块水平。这将排除“结束试验”。5.2工艺5.2.1工艺-制造这可能增加生产量的结晶在工艺被改变普通尺寸的铸锭。图12显示增加在铸锭全部等级硅材料和为了连续成长单晶硅(mono-Si),预测被路线图。箭头的交叠显示不同发生线显示G6/G7铸锭用质量大于1000kg是已经被生产生效今天。铸锭质量将增加朝着1200kg用时间过渡到
20、Gen8在以后4年。铸锭质量的单一预测到下个10年(使用CCz技术)。图12、预测铸锭制造对于多晶硅、单一类似和HPmc-Si,也用于单晶硅。晶体增长的生产量用于两个类型,铸锭和单一,将是连续增长用40%50%在未来十年,参见图13.生产量趋势对于锯开技术也是总结在图13.近似的趋势是预知为了生产量的两个锯开技术-但是,生产量是期望增加20-25%在2025年之前。也增加穿过最优化的kerf损耗将改进生产力在锯开越过和超过结果的增加生产量。图13、预测趋势对于生产量每个工具为了锯开增长的等级Si材料和单一Si和用于硅棒锯开技术泥浆基锯开的切口损失是一般在大约20m,大于钻石线锯。然而,今天的切
21、口损失是150 m用泥浆锯和130 m用钻石线锯,预测下降到大约25 m在未来10年对于这两个技术。这个底线,长时间优势的钻石线锯技术,将领导更高市场共享为了钻石线,显示在图4.最优化生产力是本质在为了保留成本竞争。增加生产量的设备在为了到达最大生产力轮廓在因此适当途径对减少工具相关的成本每电池片。为了匹配生产量在电池片生产线的前后两端(化学处理和热处理)和背端(金属化和分级),工艺将等于容量。表2总结预测生产量的电池片生产设备,与同步的前端和背端生产量过程预期在2025年。材料工具与生产量的3200硅片/小时是当前主流,进一步改进这个领域将依靠强烈在改进丝网印刷技术,当前聚焦在近似的生产线宽
22、度和更低的浆料消耗量。两个困难被讨论用于这个话题在许多细节。标准特定反射改进最佳途径,这是适合批次好如在线设备(改进困难)。前进的困难也能够在线或丛生设计但结合这个与正当的新自动控制概念和潜在的更高工艺生产量。这两个困难是基于成就的真实的改进通过新工具,那是需要减小折旧和劳工成本。大多数乐观的预测在以前的版本已经弥补用当前的短期循环,没有新的“高生产量”设备已经被安装在大规模在全部生产。制造者仍然聚焦在持续工艺改进和升级现有设备。单一工具与改进生产量在化学和热处理可以被实现,特殊的,在成串的生产线进行置换或升级,新的工具概念为了下一个投资循环现在可被执行在小规模的为了试验大规模生产能力。年前端
23、(片/h)(化学+热)单线后端(片/h)(金属化+分选)改进前改进后改进前改进后2015340038003200320020173600400032003700201944005400400043002022500066004800600020255200720052007200图2:期待生产设备的生产量,前和后端设备生产量到2025年期待达成1:1。 在模块生产为了减少房屋面积和因此而浪费,设备将占用少量房屋空间和达到更高的生产量。这是可能的结合持续改进和新开发,单独为连接和包装工序(见图14)。为了后面的工序,新的包装材料用较短的工艺时间这是期待的。主要的改进对连接工艺是期待在2019年之
24、后,通过出现新的连接技术和背接触电池片概念。作为设备生产量在模块生产增加,相关数字操作相关到输出将减少。图14、预测趋势,每个设备的生产量对于单层和叠层在晶硅模块生产。5.2.2 工艺-技术光伏电池再结合损耗在前和后侧面,再结合损耗在晶体硅块状材料,必须减少在线与高效率电池概念。再结合电流J0块状,J0前,J0后,标志再结合损耗在体积,在电池的前和后侧面,是合理的方法对描述再结合损耗。图15显示全部的需要减小的再结合电流。图15、趋势预测,再结合电流J0块状,J0前,J0后,对于P-型和n-型电池片。再结合电流可被测量,方法描述在资料 11 中,或者它们可被萃取从IV曲线如果其它J0成分是知道
25、。硅材料质量对于单晶或多晶将是改进的,因此这将导致在反射的J0块状值到100fA/cm2对于多晶,和50fA/cm2对于单晶。N-型单晶硅片显示J0块状值大约30fA/cm2,预期在未来十年减少到10fA/cm2。J0块状的减少将导致改进结晶工艺(见5.3)。这导入改进等级硅材料(例如HPmc-Si, monolike-Si)已经引出较低块再结合电流对材料。前和后表面的J0值也是近似的对不同块状材料。J0值期待减小到50%的当前值在2025年。后侧再结合电流值在200 fA/cm2以下不可能被达到与铝后背场(BSF),自从2012年,几个新电池概念使用背钝化与绝缘层结构导入生产工艺(PERC工
26、艺)。图16显示预测市场共享在不同的背钝化技术适合n-型和p-型电池片概念。PECVD Al2O3在结合与封盖层是大多数广泛地应用技术对于这个目的和是当前设定大量生产在生产线。其它技术如ALD Al2O3沉积或PECVD SiONx,在结合与封盖层,是期望有稍微的市场共享增长。图16、预测市场份额,背面钝化技术一个参数影响再结合损耗在前表面是发射极膜电阻。ITRPV早期版本建议增加膜电阻已经被执行。预测趋势的值对n-型发射极显示在图17.图17、趋势预测,对发射极膜电阻增加膜电阻的100欧姆/方已经到达在生产中,有或者没有选择发射极和将变成标准,如果选择发射极被使用,膜电阻将唯一涉及浅掺杂区,
27、这里J0前包括全部的相应的前侧面参数(发射极,表面,接触)。更高的膜电阻达到120欧姆/方,期望到2022年开始。但是,发射极有关的需要进一步改进根据接触方式。图18显示期望的世界市场共享对不同的技术为了磷掺杂在p-型电池片工艺。纯体系的扩散将保留主流在以后几年,不管可用的几个技术如纯体系离子注入,和多种看选择的掺杂技术。图18、预期市场份额,不同的磷发射极技术对P-型电池片 在这个ITRPV版本中,我们第一时间讨论了几个不同的技术对硼掺杂,特别对n-型电池片。图19显示期望的市场份额对不同的硼掺杂技术。当前大多数广泛使用BBr热扩散技术将被替代,被离子注入或可选择掺杂技术如APCVD。图19
28、、市场份额对不同的硼掺杂技术(n-型电池片)正面金属化是关键技术在晶硅电池片生产中,新的正面金属化浆料能够接触的以前讨论低-掺杂发射极而没有任何明显的印刷工艺质量减小。在栅线宽度减小是需要的,但没有显著的增加栅线电阻值,进一步,接触用浅发射极需要可靠的确定。一个可能方法对到达这些目标是用选择发射极结构,更适合没有增加工艺成本。图20显示栅线宽度在50-60m之间是普遍可能在生产工艺。进一步减少到30m看来要经过10年。但是,栅线宽度减少看上去也慢下来了,最近比较前几年。减少栅线宽度增加效率,但交换将不得不制造如果路线图对银减少讨论在5.1.2也被在以下。不同的途径对改善印刷质量是可能的。单一印
29、刷技术的当前使用的主要技术,以后被双层印刷替代。双层印刷需要增加印刷步骤和好的排列。三层印刷,更多层印刷技术-分开栅线印刷与公共条,能够使用公共条浆料用含银少的浆料。这些技术的讨论在第五版本。排列精度是重要的在金属化-排列精度10m(误差+/- 3)将在2019年成为必需。图20、预测趋势在栅线宽度减少,这种减少不引起明显的导电率减少。期望共享的不同金属化技术显示在图21,正统的丝网印刷期望保留在主流技术直到2025年。模版印刷技术可兼容使用现有的丝网印刷设备,有希望导入大规模生产在2017年开始,它取得市场份额大于20%在2025年。电镀技术期待获得30%的市场份额,这已经讨论在5.2.1。
30、其它技术,诸如喷墨、喷射或分配器,考虑有小范围应用。不排除公共条能够更小宽度,但这需要升级模块连接技术。图21、预测趋势对不同金属化技术其它趋势在金属化相关于公共条(BB)的数量用在电池片设计,见图22。我们期待3-BB设计占统治地位的今天将被替换在以后几年被4或5BB-和用无BB设计,需要革新接触技术在模块生产中。图22、市场份额对不同公共条技术 这是重要的,对得到更多电力输出在电池片装配。好的参数表达这是电池片对模块的功率转换效率,定义模块功率除与电池片功率乘与电池片的个数(模块功率/(电池片功率x电池片个数))。这个比率当前是大约99.5%对多晶硅,98%对单晶硅,显示在图23中。图23
31、、预测趋势对电池片-模块功率比如图23所示,电池片模块功率比是期待到100%,对模块用酸性粗糙化(多晶硅)电池片,以及模块用碱性粗糙化(单晶硅)电池片。这意味着最后功率的完成模块将期待功率的电池片使用在模块中。这导入新的连接技术和密封技术(例如,窄带,密封与改进UV性能)将导致改进将能够增加功率。连接盒是电气界面在模块和系统之间,我们期待内在电子连接的旁路二极管普遍地完成进行焊接/卡嵌将被替换被新焊接法在2017-2019年之间。5.3、生产今天的硅片生产对于晶硅光伏电池生产是受控于材料铸锭,这将导电生产共享超过60%在2015年。但是,这个市场共享将最后收缩到小于50%。简单地区别单晶硅和多
32、晶硅,在最近这些年,是不够的。晶硅材料市场是进一步多样化,显示在图24,高性能(HP)的多晶硅材料现在支配铸锭市场。由于这是优良性能,这个材料将希望替代传统的多晶硅在2022年。今天的类单晶硅将消失,但期待回到市场份额大于8%在2025年。单晶硅是期待制造主要成长超过铸锭材料,将到达市场共享大于47%在2015年。路线图确认预测p-型到n-型单晶硅在多晶硅材料市场之内,这描述在以前版本里。更多的硅材料生产用其它技术,如kerfless或ribbon将出现在2020年以后。图24、市场份额对不同的硅片类型图25显示不同的技术将用于单晶硅,CCz将制造主要的增长在市场份额超过传统的Cz,由于成型的
33、成本优势。漂浮区(FZ)材料为了生产电池片的最高效率也是期待出现在单晶硅市场共享接近20%在2025年。图25、市场份额对不同的单晶硅方法路线图也预测假方形硅片将统治市场超过全正方形硅片。但是,它是期待共享正方形硅片将增加从当前的2%到2025年的20%。图26显示期待的平均稳定效率在工艺级别大规模生产线对双侧接触和背接触电池片在不同的硅片材料。小区域显示仍然有主要潜在为全部技术对于改进性能。图26、平均稳定效率值对硅光伏电池片(156x156mm2)n-型电池片显示显著的更高效率增加超过同期的比p-型电池片。没有主要的效率变化期待为了双侧接触单n-和p-型电池片在未来3年。这是值得注意的在第
34、一时间,多晶硅电池片的效率是期待超过20%这一里程碑在大规模生产。值得注意的更高效率被期待对于n-型基电池概念,包括HJT和背接触电池,这也主要的基于n-型硅片。图27显示相应的开发的模块功率对于典型的60电池片模块用156mm电池片,考虑电池片效率显示在图26和电池片模块功率比趋势显示在以前的章节(图23)。酸性粗糙化是假定对于多晶硅和HP多晶硅,碱性是假定对于多晶硅和类多晶硅材料。假方形硅片其对角线在200-205mm是为了多晶硅。这是显著的对于模块用高效率背接触电池片,还没有用在156x156 mm2硅片,模块功率值在图27表现等效值在为了能够更好地比较与两侧接触技术。图27、预测趋势对
35、于模块功率在不同晶硅电池片类型 模块基于HP多晶硅被期待到达模块功率接近310W,模块用n-型多晶硅将执行到大于360W在2025年,如图27显示。图28、市场份额对不同的电池片技术在ITRPV的当前版本,主流市场对两侧接触电池片,在这个市场中,PERC电池片将成长重要市场超过BSF电池片,参加图28。进一步,异质结(HIT/HJT)电池片被期待成长市场份额上升到10%在2025年。份额对后侧接触电池片不是期待超过20%在2025年。硅-基一前一后电池片被期待出现大规模生产在2019年。进一步,期待(见图29)增加数量电池片是高敏感在两侧和两面电池片。我们的调查预示这开始在2014年,两面电池
36、片的百分比将提升透明背板或双面玻璃,比例的两面模块将是更小比电池片。图29、市场份额对两面电池片技术 模块应用半-尺寸电池片更好比用全尺寸电池片,最近导入市场为了减少接触损耗。自从这个技术需要增加工艺步骤,如切割电池片,也改进相关设备,也对电池片有冲击和模块生产,显示在图30中,半尺寸电池片的期待市场份额将成长从2015年的2%增长到2025年的30%。图30、预测市场份额对全尺寸和半尺寸电池片。 关于模块尺寸,清晰的,市场将被裂开进入不同的应用:60片模块、72片模块和80片模块类型,其它模块尺寸对小规模市场(例如32、36、48片)是期待说明小于10%的市场在2025年(见图31).今天的
37、主流模块(60片)将仍然有市场份额在2025年大约有50%。图31、市场份额对不同的模块尺寸叫做智能J-盒技术已经开发在前几年对改进PV系统的功率输出,在这几年的ITRPV版本中,我们想决定是否这些技术能变成主要趋势。见图32,参与者在我们调查相信标准J-盒没有任何增加功能除了旁路二极管将清晰地占优势市场超过以后的10年。图32、市场份额对不同的J-盒功能 DC/AC微逆变器是期待增加市场份额大约10%在2025年。综合的安全开关为了切断(例如在火灾情况)和DC/DC转换器(也叫做功率最优化)是两个期待达到市场份额的大约5%在相同的时间框架里。6、PV系统由于重大的减少在PV模块价格在最近几年
38、,系统的平衡(BOS)成本变得至关紧要因素在总体成本和因此平衡成本的电力(LCOE)还好。在图33和34中,我们显示了相关开发的系统成本对于大系统> 100 kWp在美国、欧洲和亚洲。它注意到没有“软成本”如成本用于许可证,或成本用于融资,包括,这些成本可非常大从国家到国家。排斥“软成本”,分配系统成本也开发随着时间推移期望的非常近似于美国和欧洲图33、相对系统成本开发为了系统> 100kW在美国和欧洲(2014 = 100%) 如图33和34所示,全部趋势对传统成本减少大约30%需要10年,期望非常近似对亚洲、欧洲和美国。由于不同的绝对系统成本,相对分配在成本成分的模块,逆变器、
39、配线、装备和地面,被期待的稍微的不同。唯一大不同可能是开发共享模块成本如比较系统成本。而这个共享被期待衰落到50%在美国和欧洲,它出现将保留常量大约60%在亚洲。图34、相对系统成本开发为了系统> 100kW在亚洲(2014 =100%) 一个趋势预期在系统水平是朝着增加系统电压从1000V到1500V,将在2017年开始流行,达到市场份额大约30%在2025年。增加系统电压表现重要的尺度为了更低的电阻损耗和/或BOS成本被连接电缆减少直径在PV系统中。进一步,平均模块功率级别为了系统> 100 kWp是期待增加从当前的255 Wp到310 Wp在60片模块,和从310 Wp到36
40、5 Wp在72片模块。这也将支持减少面积依赖的BOS成本。参与者在当前ITRPV是预测另一个长期趋势在系统水平:市场份额对大尺寸晶硅基PV-系统建设使用1-轴跟踪与增加大约6%今天到大于20%在2025年。形成对比,2-轴跟踪将保留尖屋顶用于晶硅技术(市场份额小于2%在相同的时间框架内)。如关键获得为了能量生产,电力成本水平LCOE是极为重要的,当比较不同的可再生和不可再生技术用于发电。为了论证潜在的PV功率发生,我们计算了LCOE在美元用大型PV系统在不同的日光状态(见图35)。作为真实系统价格是强烈地依靠当地的系统,我们假定用我们的计算1300美元/kWp在2014年12,这是典型的用大尺
41、寸系统在中国,重视系统成本趋势描述在图34中,系统成本将下降到大约810美元在2025年。图35、计算的LCOE值对不同的日照状态,财务状态:80%债务,5%/a利率,20年贷款,2%/a的通货膨胀率。25年的系统寿命。在图35中我们可以看到,LCOE值在0.05和0.10美元之间是已经可行的在今天,依靠光照水平,考虑系统价格趋势预测用ITRPV,PV电力成本在0.03-0.06美元的范围,将在2025年达到。值得注意,沿着系统价格和日照水平,LCOE是强烈的依赖资金状态和系统的使用寿命。在我们的计算中,我们假设25年的系统服务寿命,但是,它是期待接近模块技术如要点在ITRPV将能够延长系统服
42、务寿命到30年或更多,这就使得将来降低LCOE水平成为可能。这明确地说PV电力发生,是干净的和成本有竞争力的能源,在将来全球能源供应将成为主要角色。7、观点在路线图早期的版本中,我们讨论了可能的趋势,关于晶硅PV模块生产成本。我们突出事实在增加模块电力同时降低成本是大多数有希望的设定用在未来的PV。表3结合这个ITRPV成本趋势假设第5版本(模块成本/假定出货)与模块价格/出货在最近几年。假定数值为了2013/2014年是更高比最后到达实际数值是在“EPIA政策驱动”和“EPIA商业-使用”假设13。这反射实际PV是已知一个吸引人的商业和没有大资助的小范围。但是,预测关于PV趋势可唯一制造用高度的不确定。然而,组合划分的历史价格学习曲线和ITRPV成本趋势在图36中显示成本可被低于平均销售价格。这将能够有利可图在商业操作在将来几年。将来的成本减少用晶硅模块将值得注意的支持PV系统成本减少如第6章描述。表3、比较第5版本ITRPV
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