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PERC太阳电池产业化关键技术详解与问题分析

2016-9-9 09:55| 发布者: 李晟敏是光| 查看: 21322| 评论: 0|来自: 摩尔光伏

摘要: PERC(passivated-emitterandrearcell)电池早在1989年就被Blakers等人提出,在此结构基础上,新南威尔士大学赵建华博士经过一些列改进优化,于1999年获得了转换效率达24.7%的太阳能电池,因此创造了晶硅电池最高效率 ...

       PERC电池的电性能数据,结果显示这两种开孔方式获得的PERC电池性能相当。至于量产选用哪种开孔方式,则取决于运行成本及产能的需求。

       钝化和激光量产设备的出现也是PERC实现产业化不可或缺的因素。钝化量产设备分为两派:一派以德国Centrotherm为代表,采用PECVD生长的氧化硅/氮化硅叠层膜作为背面钝化膜,另一派以德国R&R公司为代表生产的氧化铝镀膜设备,并且开发出二合一的氧化铝叠层膜设备。而对于氧化铝镀膜设备根据其生长原理不同有两种,一种是以原子层沉积技术生长氧化铝膜,另外一种则是以PECVD(等离子体增强化学气相沉积)方式获得氧化铝膜。采用原子层沉积技术生长氧化铝膜量产设备亦有两个类型:一是以BeneQ和ASM为代表的管式设备,存在主要问题是:产能低,存在正面绕射问题。另外一种则以RenaSolayTec,Levitech为代表的在线式设备,在线式设备不存在产能和绕射问题。而采用PECVD(等离子体增强化学气相沉积)方式获得氧化铝膜的主要厂家有R&R,AMAT,MANZ,Singulus等。对于开孔的量产设备,若选择腐蚀浆料开孔,添加一台印刷机即可。若选用激光开孔,目前主流的激光量产设备采用的是纳秒级激光器,主要厂家有Rofin,Inonnas,MANZ等公司。

  满足PERC电池需要的新材料的推出,也是推动PERC产业化显著进展的一大功臣。尤其是浆料公司开发出适合于硅衬底局域接触的太阳能电池用铝浆,使得PERC电池的阵地由实验室走向产业化。使用传统铝浆,在局域接触条件下高温烧结时,基体硅材料易溶于铝,使得铝和基体材料接触界面形成空洞而断路,增大了铝硅的局域接触电阻(如图7所示)。

 

  美国杜邦公司通过浆料成分的改进,结合合适的烧结工艺,开孔处可以形成连续的局域铝背场,并且孔洞填充充实,没有空洞,图8显示。

       3.对比标准电池PERC电池优点

  与标准电池相比,PERC电池的优势主要有两个方面:(一)内背反射增强,降低长波的光学损失;(二)高质量的背面钝化,这使得PERC电池的开路电压(Voc)和短路电流(Isc)较之标准电池有大幅提升,从而电池转化效率更高。从图9的内量子效率(IQE)和反射率(Reflectivity)曲线上的对比可以发现PERC电池长波处(1000-1200nm)的反射率和量子响应高于标准电池。


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