连载（三）| 2019国际光伏技术路线图

5.1.2 .材料–电池处理

硅片约占今天电池价格的52%，如图2所示。减少切割后的晶片厚度将导致更有效地利用硅。在以前版本的路线图中预期的发展没有实现。如图6a所示，对于多晶硅组件和单晶背钝化系列组件来说，180 μm的厚度仍然是优选的。然而，我们看到在当代电池和用于背钝化电池的组件生产线中使用的单晶硅片具有大约170μm的切割厚度，假设在2026年之前，多晶硅晶片的厚度将缓慢接近160-150μm之间的最小值。对于背钝化系列，2029年，单晶硅片厚度将下降到140μm。

图 6a: p型晶硅太阳能电池最小切片厚度的预测趋势

图6b显示了n型硅片切割后晶圆厚度的预测趋势。目前厚度约为170μm的硅片中，HJT电池的减少趋势要快得多，低于120μm的，则是IBC电池的减少趋势要快得多。n型背钝化系列电池与p型电池的变化趋势相似。

图6b:N型晶硅太阳能电池最小切片厚度的预测趋势

组件技术中相应的电池厚度极限趋势如图7所示。组件技术似乎已到达了更薄的电池的要求。

图7：不同组件技术中电池厚度的预测趋势

含银和铝的金属化浆料是当前晶单硅电池技术中最关键和最昂贵的非硅材料。因此减少其消耗是十分有意义的。图8a显示了我们对156.75 x 156.75 mm² 的p型和n型电池处理后的电池上的银的未来减少量估计。

图8a 不同电池的剩余银量趋势（156.75 x 156.75 mm²）

使用母线的n型电池明显比p型电池消耗更多的银，而在双面电池上没有很明显的差异。

预计在未来几年内，每片电池的剩余银量将继续减少。现有的研究发现，2018年和2019年的中间值分别为100毫克和90毫克——再次略高于上一版的估计。预计到2029年，每片电池减少到50毫克是可能的——也比去年的调查更加保守。浆料和丝网印刷的新发展将使这种减少成为可能，这清楚地表明了供应商对电池制造商需求的反应。从2019年2月开始，500美元/千克的平均白银价格[16]导致4.5美分/片(21.5%单晶PERC电池成本为0.85美分/Wp)的成本，或约为第4节讨论的非晶硅电池价格的13.6%。

由于世界市场对白银的依赖性，白银将保持昂贵的价格，因此作为进一步降低成本的一种手段，继续努力降低白银成本是极其重要的。尽管在电池制造水平上银的消耗持续减少，但仍然需要考虑替换银的可行性方案，正如我们将在第5.2.2章中讨论的那样。铜作为一种较便宜的材料，应用于电镀技术，是理想的替代品。人们认为它将在大规模生产中引入，但市场份额更为保守，与前ITRPV的预期相比，2029年的市场份额为10%进一步推迟。在引入替代金属化技术之前，必须解决可靠性、附着力等相关的技术问题。除此之外，适当的设备和工艺也是大规模生产中的要素。在未来几年，银有望成为晶硅电池最广泛使用的正面金属化材料。

图8b 每片单面和双面PECC电池剩余铝的趋势（156.75 x 156.75 mm²）

剩余铝的趋势如图8b所示。在这个图中，我们使用BSF或PERC技术来区分双面和单面电池概念。假设单面电池减少到650毫克，双面电池则减少到180毫克，双面电池所需的铝要少得多——仅为相应单面电池的22%。

根据2011年生效的《欧盟限制使用有害物质指令》(RoHS 2)，含铅的浆料受到限制。这一限制影响了欧盟市场上电气和电子设备(EEE)中铅和其他物质的使用。它也适用于指令范围内设备中使用的部件。光伏电池板不包括在RoHS 2中，这意味着它们可能含有铅，不需要遵守方向1中规定的最大重量浓度阈值。光伏产品被排除在指令之外这一做法将在未来几年内继续有效——对RoHS 2的审查可能会在2021年年中的晚些时候进行。值得注意的是，排除在外的产品仅限于安装在固定位置永久使用的光伏电汇板(即发电厂、屋顶-顶部、建筑一体化等)。如果用于不排除在RoHS 2之外的其他设备(例如充电计算器)，那么该部件必须符合指令的规定。

图9 不同电池技术中无铅浆料的应用趋势

我们预计无铅浆料将在2019年（或2020年）广泛用于单晶硅电池的大规模生产。图9显示了在接下来的几年中，电池将变得越来越无铅。