HIT电池用聚合物银浆的开发（报告人-郑建华-常州聚和新材料股份有限公司)-solarbe文库

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常州聚和新材料股份有限公司 CHANGZHOU FUSION NEW MATERIAL CO., LTD HIT电池用聚合物银浆的开发 Polymeric Ag paste development for HIT application 汇报人郑建华 2018-11-18 目录 CONTENTS 聚和公司介绍 HIT电池对低温银浆的要求 HIT电池的特点和现状聚和的研发思路 01 02 03 04 PART ONE 聚和公司介绍 1 2 3 4  2015年 8月于常州成立，注册资本 5000万  研发团队 45人，博士 2名，硕士 10名  省部级科技进步奖获得者 2名，外籍专家 2名  核心人员超过 30年银浆开发经验 Manpower Enterprise- college Cooperation R  与多家光伏企业签订了技术合作协议 .  研发累计投入 2500万元  1000万元顶尖的设备、仪器  2400m2实验场地  正银产品年出货突破 100吨  拥有 13项专利，发表了 10篇以上的论文；  专注于光伏银浆研发、生产、销售为一体的高新技术企业  通过 ISO 9001 认证 HIT电池的特点和现状 HIT电池对低温银浆的要求聚和的研发思路聚和介绍 1 实验室 SEM 烧结炉研发产品种类和设备 设备 SEM、 Despatch烧结炉、 Baccini印刷机、 3D显微仪、 EL测试机、流变仪、拉力测试仪等 HIT电池的特点和现状 HIT电池对低温银浆的要求聚和的研发思路聚和介绍 1 印刷机流变仪热重测试 Roadmap HIT电池的特点和现状 HIT电池对低温银浆的要求聚和的研发思路聚和介绍 1 PART TWO HIT电池的特点和现状 HIT电池发展由来  HIT是 Heterojunctionwith Intrinsic Thin-layer的缩写，意为本征薄膜异质结，因 HIT已被日本三洋公司申请为注册商标，所以又被称为 HJT或 SHJ  2015年三洋的 HIT专利保护结束，技术壁垒消除，我国开始大力发展和推广 HIT技术。特点  低温工艺（ 250℃ 以下）  双面电池  高效率  温度系数低，高稳定性  无光衰  对称结构适于薄片化 HIT太阳电池一般晶体硅太阳电池 HIT电池的特点和发展路线 HIT电池对低温银浆的要求聚和的研发思路聚和介绍 2 （引用自上海微系统与信息技术研究所） HIT电池的特点和现状 HIT电池对低温银浆的要求聚和的研发思路聚和介绍 2 国内 SHJ电池的产业化情况 -国内名称地区最高效率（％）规划产能（ MW 设备来源组件结构实验室生产制绒清洗非晶硅 TCO 丝网印刷 1 新奥河北廊坊 22.6 已关停捷佳创应材薄膜设备改造应材薄膜设备改造 2 均石福建晋江 23.1 22.4 120 日本 YAC 日本 /Core Technology 台湾北儒薄膜电池改造应材、科隆威并行串焊莆田 500 日本 /Core Technology 台湾北儒 3 中智江苏泰兴 23.4 22.8 160 Singulus 日本真空德国冯阿登纳日本 Micro-tec 串焊 4 晋能山西太原 24.2 23.4 50 日本 YAC 应材日本住友 RPO 应材串焊 50 台湾精要日本真空 5 汉能四川成都 23 22.5 120 日本 YAC 理想能源汉能薄膜电池改造应材串焊四川成都 480 日本 YAC,捷佳创并行理想能源汉能串焊江西共晋城 600 日本 YAC,捷佳创并行理想能源汉能设备入山东聊城 600 日本 YAC,捷佳创并行理想能源汉能规划中 6 清华紫光江苏盐城 60 中国 /理想 7 爱康浙江湖州 2000 开工建设 8 彩虹浙江嘉兴 2000 Meyer Burger Meyer Burger 规划中，合资 6.6GW 国外 HIT电池的产业化情况名称地区效率（％）规模（ MW 设备来源组件结构实验室生产制绒清洗非晶硅 TCO 丝网印刷 1 松下三洋日本 25.6 23 700 日本 YAC 日本真空日本住友日本 Micro-tec CF串焊马来西亚 300 2 长洲产业 /CIC 日本 23.5 22.8 80 日本 YAC Meyer Burger Meyer Burger 日本 Micro-tec Smart-wire 3 Kaneka 日本 26.3 21.5 20 日本 YAC 自制薄膜电池改造日本真空薄膜电池改造常规串焊 4 INES 法国 24.1 23 30 Singulus 韩国周星 Meyer Burger 韩国周星 Meyer Burger 应材 Smart-wire 5 NSP 台湾 23.1 15 日本 YAC 台湾精要日本住友串焊 6 上澎 /Sunpreme 中国 /USA 23.6 22.3 30 捷佳创韩国周星日本真空串焊、双波 7 Solar City/Tesla 日本松下接管中国 22.5 停产捷佳创应材理想能源串焊美国水牛城 1000 Singulus 应材德国冯阿登纳电镀日本 Micro-tec CF串焊 8 Hevel 俄罗斯 160 Singulus 应材旧机台改造 Meyer Burger 应材 Smart wire 9 Eco Soliver 匈牙利 80 Singulus Meyer Burger Meyer Burger Smart wire 10 3 Sun 意大利 200 Singulus Meyer Burger Meyer Burger Smart wire （引用自上海微系统与信息技术研究所） HIT电池的特点和现状 HIT电池对低温银浆的要求聚和的研发思路聚和介绍 2 2.5GW HIT电池的特点和现状 HIT电池对低温银浆的要求聚和的研发思路聚和介绍 2 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025（年） PERC TOPCON HIT 22.7 24.3 27.1 （数据参考 14th CSPV梅耶博格） PERC和 PERx的 eff只能受限在 25以下，而 HIT有潜力可突破 27 理论上可实现的电池效率 HIT电池的特点和现状 HIT电池对低温银浆的要求聚和的研发思路聚和介绍 2 类目 P单晶 PERC HIT 成本硅片低高设备低高材料低高设备产能高低量产效率 2122.5 ≥23 单 /双面单、双双双面率 70 90 组件衰减高无当前产能 40GW 2GW P型单晶 PERC HIT 单耗 0.080.10g/pcs 0.250.40g 售价 45005000/kg 700010000/kg 浆料供应 60 import 40 domestic ≈100 import Mainly one supplier P型单晶 PERC电池 vs HIT电池银浆成本对比 *LME 15 PART THREE HIT电池对低温银浆的要求 1 6 5 4 3 2 结区损失产生声子和微等离子效应损失；结电流损失；少子复合损失等。正向电流流动造成的损失在最佳负载点上，由抵消光电流的正向电流流动造成损失。串联电阻损失（ Rs） Rs不仅分去一部分光生电压，其还会造成电池的升温，使输出功率减小。光损失由于光的反射或透过行为，照射到电池表面的太阳光不能全部进入电池。热转换损失 hv＞ Eg的光子，当期能量大于能产能电子空穴对的最小能量， hv-Eg部分的能量在极短时间内以热的形式传给了半导体晶格收集损失（复合损失）被太阳光激发产生的电子空穴对大都不在 pn结空间电荷区，平均只有距 pn结某一个扩散长度内的光生载流子才会被收集，较远处的大部分将被复合。影响 Eff 的因素能量损失的原因是 HIT电池的特点和现状 HIT电池对低温银浆的要求聚和的研发思路聚和介绍 3 串联电阻 Rs组成  HIT电池的 Rs是扩散发射极电池的 2-3倍，因此电池的填充因子偏低，损耗增大。  HIT电池 Rs由很多部分构成，包括 TCO方块电阻、电极和 TCO之间的接触电阻等。  金属与 TCO的接触电阻与金属的体电阻率、 TCO的方块电阻、接触区域的质量密切相关。  低温银浆贴附在 TCO表面，浆料与 TCO之间有大量微孔，导致接触电阻很大。 HIT电池的特点和现状 HIT电池对低温银浆的要求聚和的研发思路聚和介绍 3 22.8的薄型 HIT电池的效率损耗导电机理热固化性树脂在受热后，通过体积收缩以实现欧姆接触 Polyfile 2013.7 P52 特別寄稿中村憲一 HIT电池的特点和现状 HIT电池对低温银浆的要求聚和的研发思路聚和介绍 3 片状粉球状粉复配，可以提高接触面积，扩宽导电传输路径，从而降低线电阻  工艺温度高 700℃  通过玻璃腐蚀硅基层来提供拉力传统晶硅电池用高温共烧银浆 HIT电池用低温固化浆料特点技术难点  双面印刷，银含量高 --单耗高  银粉和树脂共存 --导电性差  高分子材料耐高温性能差 --焊接拉力差（通过有机树脂黏合提供拉力）传统银浆烧结前传统银浆烧结后低温银浆固化后截面示意图 HIT电池的特点和现状 HIT电池对低温银浆的要求聚和的研发思路聚和介绍 3 01 02 03 04 线电阻率的进一步降低 a. 传统低温银浆体电阻率 10-5---10-6Ωcm b. HIT低温银浆体电阻率 5-6*10-5Ωcm c. 下一代银浆体电阻率 3-4* 10-5Ωcm 细线 /高速印刷性的提升 a. 副栅线宽 40-45μm 30-35μm b. 印刷速度 150-250mm/s 300-350mm/s 焊接附着力的提升 a. 通过配方优化 b. 通过主 /副分步印刷银浆成本的降低 a. 银浆耗重的降低，通过图形设计，线宽及线高下降，固含量优化下降 20-30 b. 通过部分银的贱金属替代，成本下降 20-30 HIT金属化技术的发展方向 HIT电池的特点和现状 HIT电池对低温银浆的要求聚和的研发思路聚和介绍 3 PART FOUR 聚和的研发思路 01 03 02 降低电阻率球状片状银粉复配降低单耗实现高固含流体的细线印刷提高拉力选取最佳的树脂材料和最佳比例 HIT电池的特点和现状 HIT电池对低温银浆的要求聚和的研发思路聚和介绍 4 1.降低体电阻率球状片状银粉复配 HIT低温银浆体电阻率 5-6*10-6Ωcm 3-4* 10-6Ωcm HIT电池的特点和现状 HIT电池对低温银浆的要求聚和的研发思路聚和介绍 4 2.提高拉力选取最佳的树脂材料和最佳比例  复合固化树脂的使用  固化剂及附着力促进剂的引入  分散及流平助剂的合理搭配焊接拉力评估测试  浆料拉力差，焊带拉下后，浆料和 TCO分离开；  高拉力需要焊锡在电极表面有更好的浸润性 0.2N 2N HIT电池的特点和现状 HIT电池对低温银浆的要求聚和的研发思路聚和介绍 4 3.降低单耗实现高固含流体的细线印刷 37μm 32μm 35μm. 30μm 网版开口 a. 副栅线宽 40-45μm 30-35μm b. 印刷速度 150-250mm/s 300-350mm/s HIT电池的特点和现状 HIT电池对低温银浆的要求聚和的研发思路聚和介绍 4 印刷性成本线电阻率拉力 In the future HIT电池的特点和现状 HIT电池对低温银浆的要求聚和的研发思路聚和介绍 4 期望更多的浆料企业可以一起参与研发，为光伏降本贡献一份力量 THANKS 谢谢聆听地址研发中心上海市青浦区徐泾镇双浜路 1号工厂江苏省常州市新北区新竹二路 88号电话 021-39889681 / 0519-81237519 邮箱 crasurefusion-cz.com 常州上海常州聚和新材料股份有限公司