废弃晶体硅光伏组件回收技术的专利计量分析

依托incoPat专利数据库,采用专利计量方法,分析废弃晶体硅光伏组件回收技术的专利申请趋势、主要技术来源国(地区)与目标市场、重点申请人与核心热点技术。专利申请主要集中于组分分离与回收装置的研发、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)去除、玻璃回收与湿法冶金等,涉及的技术工艺以机械法与热分解法为主。技术发展方向将聚焦于寻找低成本、高效率和高环保性的回收处理方式。对我国光伏回收领域的政策标准、产学研机制与海外专利布局等方面提出建议。

p-a-SiC:H降低晶体硅异质结太阳能电池寄生损失的研究

使用宽带隙的p型氢化非晶硅碳(p-a-SiC:H)薄膜作为晶体硅异质结(SHJ)太阳能电池的窗口层,使用时域有限差分法(FDTD)模拟证明,p-a-SiC:H不仅能明显降低窗口层的短波寄生吸收损失,而且可以减少SHJ太阳能电池的反射损失,从而增强SHJ太阳能电池的光谱响应。实验结果也证明,使用优化的p-a-SiC:H窗口层可以提升SHJ太阳能电池的短路电流(J_(sc))达1.4 mA/cm^(2),电池光电转化效率达到了21.8%。这主要是由于p-a-SiC:H低的寄生吸收以及使用p-a-SiC:H窗口层降低了SHJ太阳能电池的反射损失所致。

不同因素对各类型晶体硅光伏组件温度系数的影响研究

以7种不同类型的晶体硅光伏组件作为研究对象,通过温度系数测量实验,针对光伏组件老化、太阳电池技术、太阳电池尺寸、光伏组件类型等因素对晶体硅光伏组件温度系数的影响进行了分析研究。首先研究了常规老化多晶硅光伏组件的温度系数,然后探讨了双面单晶硅光伏组件温度系数测试方法的具体要求,最后对比分析了采用不同太阳电池技术和尺寸封装的不同类型单晶硅光伏组件的温度系数。研究结果表明:1)在光伏电站现场使用过的常规老化多晶硅光伏组件的温度系数依然保持稳定;2)使用门框内表面为黑色的瞬态太阳光模拟器对双面单晶硅光伏组件进行温度系数测试时,可以不必对光伏组件背部进行遮挡;3)并串结构的半片单晶硅光伏组件的温度系数与太阳电池尺寸、单面或双面发电无直接关系;4)PERC、TOPCon单晶硅光伏组件的温度系数虽然存在一定的差异,但总体来看差异不大。

晶体硅与薄膜太阳电池多维度对比分析

光伏发电作为中国可再生能源体系中不可或缺的一部分,对中国实现能源体系转型及“双碳”目标具有重要意义,不同的光伏发电技术使中国光伏产业发展方向变得更加多样化。从原材料储量及制备工艺、光电转换效率、成本、应用场景等方面对晶体硅和薄膜太阳电池进行对比,并对两种太阳电池的应用前景进行了分析与展望。分析发现:晶体硅太阳电池具有较高的光电转换效率及较低的单瓦建设成本;而薄膜太阳电池的技术成熟度仍需进一步提高,包括光电转换效率的提升与单瓦建设成本的下降。

废旧晶体硅光伏板机械式拆分设备研究

为解决废旧晶体硅光伏组件回收过程中层压件难以分离、产生二次污染和效率较低等问题,对废旧晶体硅光伏板机械式分离回收设备展开研究,制订了废旧晶体硅光伏板回收工艺流程,设计并加工试制了首代样机。结果表明:以245 Wp废旧晶体硅光伏板为例,分离效率可达2.45 min/块,切削分离后盖板玻璃表面残留率为6.48%,残膜厚度为0.074 mm,单块光伏板拆解费用为0.224元/块。本试验验证了机械式拆分废旧晶体硅光伏板的可行性,为废旧晶体硅光伏板的回收提供参考。

p型TOPCon技术及其在高效晶体硅太阳电池应用的研究进展

隧穿氧化硅钝化接触(TOPCon)晶体硅太阳电池被广泛认可为下一代高效太阳电池技术,n型TOPCon技术已成为当前新上生产线的主流方案。p型TOPCon技术虽然更加适合p型晶体硅太阳电池产业生态,却因其关键钝化接触性能提升困难、已有技术方案不适合量产等因素而发展缓慢。基于p型TOPCon技术的重要性,详细介绍了p型TOPCon技术的研究进展,并探讨了制约该技术钝化性能提升的关键科学问题。从国内外的研究结果来看,分别基于LPCVD技术及PECVD技术的p型TOPCon技术在钝化性能上均取得了进步,获得最高隐含开路电压(对应的最低单面饱和电流密度)分别达到737 mV(2 fA/cm^(2))和732 mV(约5 fA/cm^(2))的p型TOPCon结构,已初步显示出产业应用潜力。开发具有产业应用价值的p型TOPCon技术对晶体硅太阳电池产业的发展具有重要意义,值得全行业进一步深入研究。

晶体硅和钙钛矿光伏组件碳足迹研究

全球的光伏技术及其市场在清洁能源运用的不断增进下呈现快速发展趋势。为评估光伏组件在生产和制造环节对环境的影响,利用GaBi软件以及生命周期评估(LCA)的方法进行研究和评估,主要评估对象包含晶体硅光伏组件,这些组件采用不同电池,包括发射极背钝化(PERC)太阳电池、隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)太阳电池和异质结(HJT)太阳电池,以及新型钙钛矿太阳电池(PSCs)。计算发现现有4种光伏组件的典型碳足迹分别为469.25、474.24、427.98和500.55 kg CO_(2)/kW。对于晶体硅太阳电池,硅片生产所引起的碳足迹份额最大,占比达到50%以上。对于钙钛矿太阳电池,其光伏组件由于现阶段产业化效率较低,碳足迹较大。

晶体硅太阳电池的电化学沉积金属化技术研究进展

传统丝网印刷作为晶体硅太阳电池的栅极金属化工艺,在现今发展成本低、效率高的太阳电池背景下仍存在很多不足,如金属银价格高,阴影损失大等。近些年,通过电化学沉积过程来实现晶体硅太阳电池片表面金属化被广泛报道。该技术可以在电池片的正反面进行快速的选择性沉积,提高栅极与衬底的结合力的同时也降低了电阻率,并且利用铜替代银,大大降低了太阳电池的成本。本文总结了电化学沉积法制备晶体硅太阳电池片栅极的研究现状和发展趋势,同时介绍了未来该项技术在推广和应用中存在的机遇与挑战。

无氢硅烷常压化学气相沉积SiO_(x)薄膜在晶体硅太阳能电池制造中的应用

本研究主要探讨晶体硅太阳能电池制造工业中,对无氢硅烷常压化学气相沉积SiO_(x)薄膜的有效应用。通过三组样品分析了常压化学气相沉淀 SIO_(X)薄膜内存在的结构缺陷与耐久性,室温下,在热板中开展退火实验,对比常压化学气相沉淀 SIO_(X)薄膜在1%HF溶液与1.5%KOH的腐蚀速率和未退火样品,从而明确耐受腐蚀溶液的温度最低值。研究结果显示,化学气相沉淀 SIO_(X)中的PERC细胞正面涂层区并没有寄生镀层出现,且未检测到划痕和镀金痕迹,金字塔更未检测出金属颗粒,因此该技术能够被应用于晶体硅太阳能电池制造中。

晶体硅太阳电池丝网印刷电极接触电阻及其测量

金属电极与硅的接触电阻是影响太阳电池填充因子和短路电流进而影响光电转换效率的重要因素之一,本文研究了晶体硅太阳电池丝网印刷烧结银电极与硅接触电阻及其测量。判断印刷烧结工艺的好坏,应在保证p/n结特性良好的前提下使接触电阻最小为最佳。

太阳能级晶体硅中杂质的质谱检测方法

太阳能级晶体硅材料中杂质的种类和含量直接影响太阳能电池的发电效率,因此硅材料中杂质含量和分布的检测至关重要。当今社会光伏产业的迅猛发展,推进了晶体硅检测技术的更新和发展。本文总结了近年来在硅材料杂质检测中所使用的方法以及这些方法的不足;比较了电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、辉光放电质谱(GDMS)、二次离子质谱(SIMS)和激光电离质谱(LIMS)四种可用于太阳能级晶体硅检测的原理和优缺点。

晶体硅组件长期运行后性能及衰退原因分析

介绍了两组已使用20a以上的晶体硅光伏组件的电性能测试结果,分析并评价了组件的电性能状况,统计、归纳了组件的一些外观缺陷,并分析了导致组件失效和电性能衰减的原因。测试结果表明:户外使用20a的多晶硅光伏组件平均功率仅下降6.1%,单晶硅光伏组件的平均功率下降13.0%,均能表现出良好的电性能,为晶体硅电池的寿命估计提供了有力数据。

废晶体硅光伏组件资源化处理技术研究现状

分析了晶体硅光伏组件的结构和材料组成,介绍了热处理法、有机溶剂溶解法、无机酸溶解法和物理分离法等国内外资源化处理技术,对这些方法进行了简要的分析和评述,提出了废晶体硅光伏组件资源化技术路线。

用电学参数表征晶体硅太阳电池特性

为了分析3种不同类型的商业太阳电池片,即P型铸造多晶硅太阳电池、定边喂膜生长硅(EFG)太阳电池和单晶硅太阳电池中存在的影响电池效率的可能性缺陷,对太阳电池的电性能参数如光谱响应曲线、短路电流的二维分布、串联电阻、并联电阻、二极管理想因子、反向饱和电流等进行了表征和分析。对比分析了对太阳电池增加偏置白光前后的光谱响应(外量子效率EQE)曲线,然后采用光束诱导电流(LBIC)法和电流-电压(I-V)(暗,光照)法分别测试了太阳电池中形成漏电缺陷的面分布和太阳电池的电性能参数并借助于太阳电池的二极管等效模型拟合了I-V曲线。结合这3种分析测试方法,得出在铸造多晶硅、EGF太阳电池中影响电池参数的主要缺陷是晶界、位错以及材料中的杂质,而影响单晶硅太阳电池的却是存在于体内的金属杂质等。由于原材料中存在不同的少子复合中心,使最终多晶硅,EFG和单晶硅太阳电池的转换效率分别为10.5%,11.7%和15.7%。

以晶体硅太阳能电池产业为例的产业生命周期评价初探

面对日益复杂的环境问题和精细化环境管理需求,为了将生命周期评价在产业结构调整、发展方式转变中更好地发挥作用,对在产业层面开展生命周期评价的方法进行了探索研究.产业生命周期评价是在产品生命周期评价的基础上增加了:(1)基于"可拆解可组合"生态设计理念的功能单位和系统边界确定;(2)质量评估和数据整合的数据收集过程;(3)以不确定性分析来验证数据的合理性.选择晶体硅太阳能电池产业进行了产业生命周期评价的案例应用.结果表明:晶体硅太阳能电池产业可分为4个产品单元和11个工艺单元.基于上述产品单元和工艺单元的资源能源投入和污染物排放数据进行收集,在数据质量评估之后通过数据整合形成了产业生命周期数据清单.产业生命周期环境影响主要集中在呼吸系统影响(41.94%)、化石燃料(25.20%)、致癌(14.89%)和气候变化(8.80%)4个环境影响类别;减少环境影响的精准化途径是减少高纯多晶硅、硅片、电池片产品的电耗,组件产品中焊带消耗,硅片产品中的砂浆消耗和组件产品的铝合金边框消耗.蒙特卡洛分析结果显示,高纯多晶硅生命周期评价结果不确定性较高,与数据质量评估的结果较为一致.案例应用结果说明,产品生命周期评价可将生命周期评价从产品层面提升到产业层面,可为国家产业发展提供科学支撑.

弱光下晶体硅太阳电池的开路电压

讨论了弱光下影响晶体硅太阳电池开路电压的主要因素。要提高弱光下开路电压主要应提高太阳电池的并联电阻。

Te-Bi玻璃对晶体硅太阳能电池正银电极性能的影响

正银浆料是晶体硅太阳能电池金属化的关键材料,环保型浆料是正银电极的主要发展方向之一。通过正交实验方法,研究了不同配方和组分的Te-Bi玻璃对正银电极性能的影响。用TGA-DSC分析了Te-Bi玻璃和正银浆料的热处理特性,用SEM分析了Ag-Si界面处银微晶的分布和大小,利用隧道电流模型分析了玻璃对正银电极性能的影响规律。结果表明:Te O_2含量45wt%,Bi_2O_3含量36wt%的Z7玻璃,其T_g为379.07℃,对应的正银浆料在612.8℃出现吸热反应,同时发生失重(–0.16%),制作的多晶硅电池效率达到16.87%,电极的附着力达到4.35 N。

晶体硅太阳电池工艺技术新进展

晶体硅太阳电池是目前技术最成熟、应用最广泛的太阳电池。以晶体硅太阳电池的生产流程为基础,主要从提高电池转换效率和降低生产成本出发,介绍了晶体硅太阳电池制造技术的最新进展和成果,并对各种制备工艺进行了评价。

晶体硅太阳电池串联内阻的函数形式

在已知的四种电阻函数形式中,通过理论推导并结合晶体硅太阳电池功率随着温度上升而下降的实验事实,理论证明晶体硅太阳电池串联内阻具有正温度系数半导体型电阻的数学表述形式。利用该数学形式对实测内阻数据进行拟合,结果令人满意。

折射率色散效应对晶体硅太阳电池反射率的影响

为了分析色散效应对晶体硅太阳电池反射率的影响,在考虑材料折射率色散效应的情况下,运用光学干涉矩阵计算了具有SiO2单层减反射膜和MgF2/ZnS双层减反射膜晶体硅太阳电池的反射率与波长的函数关系,并与实验结果和未考虑色散效应的计算结果进行了对比分析.结果表明:考虑折射率色散效应的计算结果与实验测量数据完全相符,而未考虑折射率色散效应的计算结果与实验测量数据相差较大,最大差值分别为21.5%和16.9%.