量产型高效PERC硅太阳电池研究进展-鲁桂林-solarbe文库

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2018/11/13 1 量产型高效 PERC硅太阳电池研究进展鲁贵林张波赵科巍董建明邓铭 14th CSPV, Xi’An 潞安太阳能研发中心单位简况 -山西潞安太阳能科技有限责任公司结论及展望高效 PERC电池研究进展高效 PERC电池研究背景目录 2018/11/13 214th CSPV, Xi’An 成立于 2009年 5月，山西潞安集团（世界五百强企业）的全资子公司，注册资本金 11 亿元人民币，是一家专业从事太阳能研发、制造、销售、光伏发电、技术咨询、系统集成、贸易为一体的高科技新能源光伏企业。是国家高新技术企业，山西省光伏产业联盟理事长单位，山西省光伏电池工程技术研究中心，拥有长治市光伏电池工程技术研究中心与光伏电池博士工作站，具有博士、硕士为主导的研发团队，有较强的研发实力，在职人员中本科以上学历占 40，其中博士 5人，硕士 42人。公司工艺设备引自德国、法国、日本等世界领先的光伏设备制造商，采用业界最先进的金刚线切割工艺、密栅组件工艺、 PERC技术、黑硅技术、 N型双面电池工艺，产品性能和质量均达到国际先进水平。目前硅锭 /硅棒产能 500MW、切片产能 500MW、电池产能 3.2GW新增 2GW高效电池项目、组件产能 500MW。公司累计完成科研技改项目 500多项，申报专利 80余项，承担国家级、省级科技项目 10多项，从拉晶、铸锭、切片、电池、组件到光伏电站，每个环节都独立完成。与中科院、上海交大、西安交大、上海大学及德国 RCT Solutions GmbH进行科研合作，实现科研队伍建设。 2018/11/13 14th CSPV, Xi’An 3 一、单位简况 -山西潞安太阳能科技有限责任公司 2018/11/13 4 一、单位简况 -山西潞安太阳能科技有限责任公司 14th CSPV, Xi’An 2018年 4月 1日，开工建设 2GW高效 PERC电池项目， 2018年 10月 1日出首片，预计 2018年 12月 31日全面投产运营，电池量产转换效率 22以上；总投资 13.8亿元， 10条高效电池智能化产线，预计生产高效电池 120万片 /天，满负荷年产值 30亿元；投资成本最低、建设周期最短、运营成本最优。单位简况 -山西潞安太阳能科技有限责任公司结论及展望高效 PERC电池研究进展高效 PERC电池研究背景目录 2018/11/13 514th CSPV, Xi’An 2018/11/13 6 二、高效 PERC电池研究背景 PERCPassivated Emitter and Rear Cell电池 - 从实验室走向产业化 ✓ 受光面（正面）倒金字塔绒面结构 . ✓ 金属化接触区域重掺杂，非金属化接触区域轻掺杂 . ✓ 正面和背面均被有效钝化和接触 . 最早文献记载的 PERC电池结构示意图 4cm2, UNSW, 1989; AM1.5, 25℃, Voc696mV, Jsc40.3mA/cm2, FF81.4, Eta22.8. Al-BSF ARC Emitter AlOx SiNx 工业化量产型 PERC电池结构示意图 . 相对于传统的 BSF电池，只需增加两个步骤 ✓ 背面增加钝化层 . ✓ 背面钝化层通过激光或化学刻蚀打开，使背面金属与硅基底形成接触 . 14th CSPV, Xi’An A.W.Blakers,A.Wang,A.M.Milne,J.Zhao,M.A.Green,22.8Efficient Silicon Solar Cell,Appl.Phys.Lett.5519891363–1365. 2018/11/13 7 PERC电池获得了将近 21的市场份额 2017年 IHS25 ✓ PERC 单 /多晶 21.6/20, 2018年 23.5/21.5, 2023年 ✓ BSF 市场份额在逐渐萎缩 ✓ 背接触异质结增长缓慢 ✓ 硅基叠层研发和起步阶段 ITRPV 2018, “International Technology Roadmap for Photovoltaic ITRPV 2017 Results[R], Ninth Edition, March 2017” 二、高效 PERC电池研究背景趋势不同电池的市场份额 https//pv.energytrend.com/research/20180509-12291.html 14th CSPV, Xi’An 单位简况 -山西潞安太阳能科技有限责任公司结论及展望高效 PERC电池研究进展高效 PERC电池研究背景目录 2018/11/13 814th CSPV, Xi’An 2018/11/13 9 三、高效 PERC电池研究进展单面 PERC太阳电池结构示意图双面 PERC太阳电池结构示意图制绒和清洗 POCl3 扩散 PSG 刻蚀和背抛光热氧化背面钝化 -Al2O3/SiNxH 正面钝化减反射 -SiNxH 背面激光开膜 LCO 背面 Ag电极印刷背面 Al栅线印刷正面 Ag电极印刷共烧结 Anti-LID 制绒和清洗 POCl3 扩散 PSG 刻蚀和背抛光热氧化背面钝化 -Al2O3/SiNxH 正面钝化减反射 -SiNxH 背面激光开膜 LCO 背面 Ag电极印刷背面 Al电场印刷正面 Ag电极印刷共烧结 Anti-LID 单面与双面 PERC太阳电池制备工艺流程图 14th CSPV, Xi’An 2018/11/13 10 三、高效 PERC电池研究进展使用添加剂后正面的绒面，反射率 9.0 背面抛光后，反射率在 4045 优化正、背面微结构 14th CSPV, Xi’An 2018/11/13 11 三、高效 PERC电池研究进展 Implied Voc Minority carrier lifetime τeff 优化 Precursor正背面钝化层 14th CSPV, Xi’An 2018/11/13 12 三、高效 PERC电池研究进展行标签 Eta FF VocV IscA Eta-Max 备注 A 21.74 81.06 0.6762 9.6900 21.89 Solution-1 B 21.72 81.05 0.6765 9.6794 21.90 Solution-2 C 21.72 81.01 0.6766 9.6800 21.85 Solution-3 D 21.59 80.82 0.6747 9.6732 21.87 Baseline 酸抛光条件下，方阻 105Ω/sq 14th CSPV, Xi’An 2018/11/13 13 三、高效 PERC电池研究进展行标签 Eta FF VocV IscA Eta_Max 备注 A 21.77 80.91 0.6740 9.7558 21.85 Solution-1 B 21.81 80.93 0.6740 9.7693 21.90 Solution-2 C 21.82 80.93 0.6748 9.7645 21.96 Solution-3 D 21.67 80.77 0.6730 9.7394 21.86 Baseline 碱抛光条件下 ,方阻 105Ω/sq 14th CSPV, Xi’An 2018/11/13 14 三、高效 PERC电池研究进展 14th CSPV, Xi’An 酸抛光条件下 ,方阻 130Ω/sq，添加 LDSE工艺行标签 Eta FF VocV IscA Eta_Max 备注 S1 21.82 80.47 0.6797 9.7484 21.93 Solution-1 S2 21.90 80.55 0.6804 9.7619 22.01 Solution-2 S3 21.88 80.45 0.6799 9.7732 21.98 Solution-3 S4 21.84 80.36 0.6794 9.7722 21.99 Solution-4 BL 21.72 80.97 0.6725 9.7444 21.86 Baseline 单位简况 -山西潞安太阳能科技有限责任公司结论及展望高效 PERC电池研究进展高效 PERC电池研究背景目录 2018/11/13 1514th CSPV, Xi’An 2018/11/13 16 四、结论与展望 14th CSPV, Xi’An 对于高效 PERC需对应优化正面与背面的绒面结构；对于 LDSE结构的 PERC电池需优化正面掺杂（表面浓度与结深等），降低金属接触与非接触区域的复合；对于 LDSE结构的 PERC电池需优化正背面表面钝化与金属化接触。 2018/11/13 17 四、结论与展望 14th CSPV, Xi’An 2018/11/13 18 感谢领导专家批评指正 14th CSPV, Xi’An