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這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展或?qū)эw激光設(shè)備行業(yè)

激光制造網(wǎng) 來源:老One2024-11-29 我要評論(0 )   

近日,合肥京東方光能科技有限公司鈣鈦礦光伏電池中試線成功產(chǎn)出首批樣品,標(biāo)志著京東方在鈣鈦礦光伏產(chǎn)業(yè)化道路上邁出了重要一步,也是國內(nèi)大尺寸鈣鈦礦光伏組件產(chǎn)業(yè)的...

近日,合肥京東方光能科技有限公司鈣鈦礦光伏電池中試線成功產(chǎn)出首批樣品,標(biāo)志著京東方在鈣鈦礦光伏產(chǎn)業(yè)化道路上邁出了重要一步,也是國內(nèi)大尺寸鈣鈦礦光伏組件產(chǎn)業(yè)的重要里程碑,實(shí)現(xiàn)了GW級鈣鈦礦電池激光解決方案產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域的重大突破。

這一消息無疑是振奮人心的。

鈣鈦礦具有眾多優(yōu)異的光電特性,如可調(diào)節(jié)的帶隙、高吸光系數(shù)、低激子束縛能、高載流子遷移率、高缺陷容忍度等;而且鈣鈦礦制備工藝簡單,可實(shí)現(xiàn)半透明、超輕、超薄、柔性等。關(guān)鍵是,鈣鈦礦原材料來源廣泛且含量豐富。

鈣鈦礦太陽能電池是利用鈣鈦礦型的有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽能電池。作為具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ牡谌夥夹g(shù),鈣鈦礦光伏電池具有高能量轉(zhuǎn)化效率、低成本、輕便靈活等優(yōu)勢,其理論極限轉(zhuǎn)換效率高于晶硅電池和薄膜電池,制備成本較低,鈣鈦礦的轉(zhuǎn)換效率和成本優(yōu)勢明顯,是目前最具產(chǎn)業(yè)化前景的新型薄膜太陽能電池。

在技術(shù)層面,鈣鈦礦電池的輕質(zhì)和柔性特點(diǎn)以及其理論可達(dá)相較晶硅太陽能電池更高的光電轉(zhuǎn)換效率等特性,使得鈣鈦礦電池技術(shù)成為光伏行業(yè)對其寄予厚望的技術(shù)發(fā)展方向。但是,鈣鈦礦的耐用性仍然是商用的一大障礙——硅太陽能電池板在使用25年后,仍能保持25%的功率輸出,但鈣鈦礦電池下降得很快。一旦鈣鈦礦的使用壽命超過10年,加上其制造成本低廉,就能在很多大型公用事業(yè)場所替代硅基太陽能電池。

在政策層面,光伏行業(yè)是我國大力支持的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),受到國家產(chǎn)業(yè)政策的重點(diǎn)支持。近年來,在碳達(dá)峰、碳中和的頂層設(shè)計(jì)指引下,各項(xiàng)光伏行業(yè)支持性政策頻出,推進(jìn)光伏行業(yè)的成長與發(fā)展。從2020年以來,鈣鈦礦相關(guān)政策不斷增多,國家層面出臺相關(guān)政策推動鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。多個地區(qū)也對該產(chǎn)業(yè)給予了關(guān)注,江蘇省、廣東省等省份對薄膜太陽能電池行業(yè)關(guān)注度較高,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了政策支持。一些地區(qū)也正在形成鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)業(yè)的聚集效應(yīng),如青島正與國電投中央研究院合作,加快打造鈣鈦礦疊層電池制備與小試產(chǎn)線,并且成立了鈣鈦礦光伏技術(shù)創(chuàng)新中心。

目前,鈣鈦礦薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)正加速推進(jìn),一大批優(yōu)秀企業(yè)先后啟動GW級產(chǎn)線建設(shè),據(jù)東方財(cái)富證券研究所預(yù)測,2024年鈣鈦礦新增產(chǎn)能4.22GW,2030年將達(dá)197GW,未來發(fā)展空間廣闊。

鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)隨著技術(shù)創(chuàng)新的持續(xù)推進(jìn)、產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)一步完善和市場需求的持續(xù)增長,有望帶動配套的激光設(shè)備行業(yè)的發(fā)展。

比如上述京東方在鈣鈦礦光伏產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域取得的重大突破,這其中就離不開青虹激光的助力——青虹激光為京東方提供鈣鈦礦產(chǎn)線中的核心制程P0/P1/P2/P3激光劃線解決方案。

除青虹激光之外,德龍激光、聯(lián)贏激光、大族激光、帝爾激光、杰普特、元祿光電等企業(yè)均在鈣鈦礦光伏電池激光設(shè)備及工藝方案上有所投入,并取得了一些成果。比如:

德龍激光推出的鈣鈦礦薄膜太陽能激光綜合加工設(shè)備應(yīng)用于鈣鈦礦薄膜太陽能電池內(nèi)部串聯(lián)電路蝕刻及封裝清邊加工;

聯(lián)贏激光正在開展鈣鈦礦激光刻蝕工藝及多光路激光刻蝕工藝研發(fā);

大族激光在鈣鈦礦技術(shù)領(lǐng)域,持續(xù)優(yōu)化鈣鈦礦激光刻劃相關(guān)設(shè)備工藝及性能,與協(xié)鑫光電等行業(yè)頭部客戶保持良好合作關(guān)系;

帝爾激光則已成功將激光加工技術(shù)應(yīng)用到PERC、TOPCon、IBC、HJT、鈣鈦礦等新型高效太陽能電池及組件上;

杰普特自主研發(fā)的鈣鈦礦模切設(shè)備可覆蓋鈣鈦礦電池生產(chǎn)中P1至P4的激光模切以及激光清邊工藝,已經(jīng)獲得客戶中試機(jī)、百兆瓦量產(chǎn)線P1-P4 工藝段設(shè)備訂單,同時積極跟進(jìn)行業(yè)GW級量產(chǎn)線設(shè)備招標(biāo)情況;

元祿光電則聯(lián)合華中科技大學(xué)研發(fā)了“20振鏡頭大幅面鈣鈦礦高速激光刻蝕成套設(shè)備”,實(shí)現(xiàn)高效大面積鈣鈦礦電池制造……

激光技術(shù)在鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用前景較為廣闊。鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要大規(guī)模、高效率的生產(chǎn)技術(shù)。激光技術(shù)具有高精度、高速度、高重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn),能夠適應(yīng)鈣鈦礦電池大規(guī)模生產(chǎn)的要求。

目前,激光加工技術(shù)在鈣鈦礦光伏電池產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用主要有激光劃線、膜層清除、激光清邊等工藝。

通過精確的激光劃線工藝,可以實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦電池內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)構(gòu)建,將多個子電池單元有效地串聯(lián)或并聯(lián)起來,提高電池的輸出電壓和電流,從而提升整體的光電轉(zhuǎn)換效率。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,激光劃線的精度和穩(wěn)定性將進(jìn)一步提高,能夠更好地滿足鈣鈦礦電池對高效結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需求。

激光技術(shù)還可以對鈣鈦礦薄膜進(jìn)行表面改性處理,減少薄膜表面的缺陷和雜質(zhì),降低光生載流子的復(fù)合率,進(jìn)而提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。例如,利用激光退火等技術(shù)可以改善鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶性和微觀結(jié)構(gòu),使其具有更好的光電性能。

不過,要實(shí)現(xiàn)激光技術(shù)在鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)中的廣泛應(yīng)用,還需要克服一些技術(shù)挑戰(zhàn),如提高激光加工的精度和穩(wěn)定性、降低設(shè)備成本、解決激光對鈣鈦礦薄膜的損傷等問題。但總體而言,激光技術(shù)在鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用前景廣闊,將為鈣鈦礦電池的發(fā)展提供重要的技術(shù)支持。


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