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漢能技術

技術與創新

漢能認為“企業生存的奧秘在于技術永遠領先”,創新是企業長青的動力,漢能高度重視研發與投入,在北京、四川、江蘇、美國硅谷、德國、瑞典等地設有八個研發基地,在納米硅電池、銅銦鎵硒電池、砷化鎵電池、高端裝備、儲能技術、薄膜發電應用等薄膜發電領域已申請專利逾3200項,其中發明專利占總數的60%(含海外公司并購的核心專利),主編或參與了十余項薄膜發電國家標準和行業標準的起草和編制;并擁有國家級“高新技術企業”稱號和“博士后科研工作站”。

2013年7月22日,廣東漢能光伏有限公司正式被廣東省科學技術廳認定為廣東省2013年第一批國家高新技術企業。其所轄的漢能廣東河源薄膜太陽能研發制造基地于2009年落戶河源高新技術開發區,被列為2010-2011年度廣東省重點建設項目,廣東省現代產業500強重點培育之戰略性新興產業項目。

2014年6月,江蘇武進漢能光伏有限公司被列為江蘇省2014年第一高新技術企業。

砷化鎵技術-Alta

砷化鎵(GaAs)因其優異的性能和可靠性,代表了光伏技術的最高水平。傳統的GaAs電池片極其昂貴,重且易碎,完全不適于移動電源系統。Alta Devices砷化鎵高效薄膜太陽能電池技術則具有高效率、低成本、發電性能優異等特點,且產品輕質柔性,可完美地應用于移動電源系統。

Alta Devices在GaAs芯片上采用金屬有機物氣相沉積MOCVD技術完成光伏器件的外延生長,并采用濕法工藝把器件連同柔性襯底從芯片上剝離下來,之后根據用戶需求,制成不同尺寸的產品。Alta Devices自主開發的MOCVD快速生長技術和大面積外延層剝離技術,使其具有很大的成本降低潛力,并適合規模化生產。

銅銦鎵硒技術-GSE

GSE采用柔性共蒸發CIGS技術。該技術是在30微米厚不銹鋼襯底上通過卷對卷生產工藝(Roll to Roll)均勻沉積CIGS太陽電池器件的各功能性膜層,其優勢為通過采用多點分布式蒸發源,提高沉積膜厚度均勻性;共蒸工序時間短(<4min);原材料易獲得(Cu、In、Se顆粒,Ga液態);雙XRF監測共蒸發沉積膜厚及成分,偏離目標時自動調節蒸發源進行補償;原材料利用率高,共蒸室壁的材料可以充分回收利用;粉塵處理容易(更換護板),蒸發源維護便捷(6小時維護時間)。

此外,GSE還擁有獨有的ICI(Integrated Cell Interconnect)封裝技術。該技術采用圖形化的鍍膜方式制備內部結構更加致密的銅前電極,減少了遮擋面積,降低了元件串聯電阻,并通過激光焊接方式完成電池極連接,消除了短路問題,從電池到組件的效率損失大幅減小。

銅銦鎵硒技術-Solibro

Solibro具有35年的技術研發及10年的實體生產經驗,涉及專利88項,已具有設備—工藝—產業化交鑰匙工程的集成能力和交付經驗,以及低產線建設和生產成本的集成控制能力。

核心共蒸發技術采用獨有的CIGS點源共蒸發技術,具有從下向上蒸發、多點源系統、相對較大的源與基板距離的特點。CIGS電池各功能性膜層在不同的專用設備中完成鍍膜。設備性能穩健(Robust),維護快速、產出率高、稼動率高,且具有很強的未來效率和工藝升級靈活性。

目前,Solibro可按客戶需求從設計CIGSPOWERLINE交鑰匙工程開始,直至產線啟動運行,提供全面支援,包括自主設計的CIGS共蒸發系統等全線設備,保證最高品質的CIGS核心工藝以及最高的元件轉化效率。


銅銦鎵硒技術-MiaSolé

本集團在2013年收購了若干世界領先的CIGS薄膜發電技術,分別為Solibro(基于玻璃襯底的共蒸發技術),MiaSolé(濺射技術)以及Global Solar Energy(基于柔性襯底的共蒸發技術) 。上述收購的關鍵緣由在于提升本集團的技術路線,以及將世界領先的薄膜發電技術專才引入至本集團研發部門。這一戰略舉措在于:無論在轉換效率還是生產成本,CIGS薄膜技術均已可與晶硅媲美;且與晶硅相比,擁有諸多特性,如柔性襯底,更美觀和更高的熱表現等,使用效益遠多于多晶硅。本集團計畫將新近收購的技術在中國實現本土化,以進一步降低生產成本,令客戶在薄膜市場更具競爭力。

MiaSolé采用CIGS薄膜技術生產太陽能電池和元件。該薄膜技術是基于軸對軸平臺,其中所有由CIGS太陽能電池構成的薄膜層,均在單臺物理氣相沉積(PVD)流程系統中依次濺射沉積至單塊玻璃的柔性不銹鋼襯底之上,之后實現電池構成自動化以及進行100%線上測試以此構成的柔性電池制造,碳排放小、資本支出低;具有高生產率和低成本。生產的柔性電池用于玻璃和輕質柔性組件生產線、消費者產品及其它不同的運用。

MiaSolé已經向遍及五大洲超過三十個客戶交付了超過80MW的玻璃和柔性薄膜組件。

高效硅異質結技術-HIT

高效硅異質結技術是指帶有本征層非晶薄膜硅材料的異質結技術。該技術是在n型或者p型的單晶硅片正反兩面一共生長上6層薄膜,其本質是一種薄膜技術。本集團雙面SHJ電池的結構為Ag柵/ITO膜/p型非晶硅膜/本征非晶硅膜/n型單晶硅片/本征非晶硅膜/n型非晶硅膜/背面ITO膜/背面Ag柵。其中的非晶硅薄膜厚度只有5-10nm,可運用非晶硅的常規低溫沉積技術實現沉積(例如PECVD)。正反面ITO薄膜可由濺射法(PVD)制備,產業化成本較低。由于本征非晶硅膜對硅片表面良好的鈍化作用,使得器件的反向飽和電流降低了近2個數量級,電池的開路電壓和光電轉換效率得到大幅提升,可以實現25%以上的電池效率和23%以上的組件效率。高的組件效率可節省占地面積、支架和人工費用等BOS成本。同時,高的開路電壓帶來了較低的溫度系數(-0.29%/℃),使其在實際發電中有更好的電量輸出,相對常規晶硅組件發電量高出~6%。另外,其雙面對稱的電池結構可以實現雙面發電,根據不同的地面狀況和不同的安裝角度,相同裝機容量下相對晶硅單面組件有12-35%的發電增益,可進一步降低度電成本。本集團SHJ電池采用n型的單晶硅片,其組件在實際應用中不存在光致衰減(LID)和電致衰減(PID),環境穩定性更好。

產品特性:電池轉化效率23%以上,組件性能穩定,溫度系數低,高溫下功率輸出高,雙玻封裝壽命可達30年以上,且雙面均可發電,使發電量大幅增加。

目標市場:可廣泛用于分布式電站,光伏建筑壹體化,隔音墻,農/漁光互補,污水處理廠光伏發電,移動能源等市場。


非晶硅/硅鍺技術

非晶硅和硅鍺均為硅的非結晶同素異形體,可在低溫下沉降于不同種類的薄膜襯底之上。它為各種電子產品提供了一些獨特的功能。與多晶硅(mc-Si)相比,非晶硅的電子表現較低,然而在實際運用中更具靈活性。例如,非晶硅層可以制作得比晶硅更薄,可節約更多的硅基材料成本。

硅基的另一個顯著優勢在于其可在低溫下實現沉積(例如75℃),不僅能在玻璃上,而且能在廉價的塑膠上實現沉積,使之成為了軸對軸加工技術的最佳方案。沉積時,非晶硅可以類似多晶硅般摻雜其它物質,最終形成電子設備。非晶硅現已成為薄膜電晶體活躍層,液晶顯示幕(LCD)和薄膜電池及組件的核心原料。

非晶硅另一個優勢在于其可通過等離子增強化學氣相沉積(PECVD)實現大面積沉積。PECVD系統的設計將極大地影響非晶硅元件成本。因此,大多數設備提供商將重點放在設計制造高輸送量的PECVD設備以實現更低的生產成本。

通過基于硅鍺串聯生產線自主研發Fab2.0系統的技術突破,本集團實現了薄膜發電元件的更高轉換效率,更低的生產成本(減少約9%),提升了薄膜發電組件的成本效益和競爭力。


納米晶硅技術

納米晶硅有晶體硅內的非晶相顆粒,相對與完全由晶體硅顆粒構成的多晶硅,由顆粒邊界隔開。二者的區別在于晶體顆粒的大小:納米晶硅內的晶體顆粒多在納米級上下。因有晶體顆粒的存在,相比多晶硅而言,納米晶硅比非晶硅擁有更好的電子遷移率,增強了對紅光和紅外線波長的吸收,提升了光致穩定性,使之成為硅基薄膜太陽能電池的重要原材料。與非晶硅相似,納米晶硅同樣是薄膜電晶體的活躍層、薄膜太陽能電池和組件的上佳選擇。

納米晶硅最重要的優勢在于其擁有更好的穩定性,比非晶硅更容易制造,可運用非晶硅的常規低溫沉積技術實現沉積(例如PECVD),而無需使用制造晶硅的鐳射退火或高溫化學氣相沉積(CVD)流程。將納米晶硅和非晶硅/硅鍺技術結合成為多結太陽能電池,電池轉換效率可提升至12%以上,而成本卻能下降15%以上。