PERC+与TOPCon时代,浆料企业是否做好了准备?

  • 2019年07月22日
  • 作者: 肖蓓
    肖蓓

    肖蓓

    大中华区高级编辑,Solar Media Limited 旗下 PV-Tech China

    肖蓓于2012年2月加入PV-Tech,担任驻大中华区编辑。肖蓓毕业于湖南商学院,并获得了传媒广告专业文学学士学位。曾就职于中国家族传媒集团《家族商业评论》,2010年加入大美国际资讯《光伏信息》报,先后负责中国华南、华东片区的新闻报道工作,多次策划并报道行业热点新闻,两年期间发表10多篇光伏产业新闻专题及30多篇深度新闻专题,共计逾25万字。其精华新闻报道收录于其个人博客,截至目前已受到业内近万人点击交流。在此期间,肖蓓走访了广东、湖南、成都、湖北、江苏、上海、陕西等地60多家光伏企业,涉及多晶硅、太阳能电池、组件、系统集成、设备、认证等领域,同时与广东、湖南、上海太阳能协会及科研院所专家保持着友好交流。肖蓓关注太阳能行业的新闻与未来走向,看好光伏产业并打算长期关注其发展。

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部分浆料厂商产品进展

部分浆料厂商产品进展

近几年来,PERC凭借极高的性价比,已代替常规铝背场电池成为P型电池的主流技术。2019年,PERC电池产能持续扩张,预计将突破100GW。与此同时,PERC技术的提升,也在不断进行中。

PERC+时代的挑战

为了进一步提升竞争力,SE PERC、双面AlOx钝化PERC、双面PERC等PERC+技术不断涌现,目前先进PERC电池量产效率已达22.5%。

选择性发射极(SE)技术,是指在金属栅线与硅片接触部位及其附近进行高浓度掺杂,而在电极以外的区域进行低浓度掺杂。这样既降低了硅片和电极之间的接触电阻,又降低了表面的复合,提高了少子寿命,从而提高电池效率。

SE工艺只需在PERC产线上增加掺杂用激光设备即可实现,可使PERC电池有0.3%的效率提升。对于SE PERC浆料而言,则需要针对主细栅进行区别化设计。主栅需要更好的金属区复合控制,副栅则需要更好的接触能力及良好的金属区复合控制。

随着PERC技术的发展, PERC背钝化工艺路线的选择趋于多样化。目前主流的PERC ALD技术除了电池背面沉积薄层氧化铝及氮化硅层,电池的正面亦沉积了薄层氧化铝和氮化硅层,即双面AlOx钝化PERC技术。由于常规的正银浆料无法顺利烧穿这种叠层钝化层,因此该正面钝化层的引入对正银浆料的金属化接触和拉脱力提出了新的挑战。

TOPCon时代何时到来?

不过,由于PERC电池将背面的接触范围限制在开孔区域,开孔处的高复合速率依然存在,在一定程度上限制了效率的进一步提升。因此业内也在密切关注,在PERC之后,下一个光伏技术风口在哪儿?一种声音认为,钝化接触TOPCon技术将是后PERC时代极具竞争力的下一代高效太阳电池技术。

TOPCon技术是在电池背面制备一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺杂的多晶硅薄层,二者共同形成了钝化接触结构。该结构为硅片的背面提供了良好的表面钝化,超薄氧化层可以使多子电子隧穿进入多晶硅层同时阻挡少子空穴复合,进而电子在多晶硅层横向传输被金属收集,从而极大地降低了金属接触复合电流,提升了电池的开路电压和短路电流。

可见,TopCon结构无须背面开孔和对准,也无须额外增加局部掺杂工艺,极大地简化了电池生产工艺。并且TOPCon技术与传统晶硅电池生产工艺高度兼容,便于产线升级。目前,国内外TOPCon电池企业如LG、中来、天合等产业化已有先进经验,量产效率可超过23%。据悉,TOPCon电池的潜在转换效率超过28%,效率提升空间非常大。

在TOPCon电池产业化过程中,开发用于多晶硅层接触并最大程度地降低金属诱导复合速率的金属化浆料非常具备挑战性。首先,由于金属-半导体相互作用的属性,降低金属诱导复合速率的要求非常苛刻。其次,对浆料的接触性能起着重要作用的多晶硅层具有显著的差别。

面对挑战与机遇,浆料企业是否做好了准备?

面对如火如荼的PERC+时代以及有望到来的TOPCon时代,作为PERC和TOPCon电池的关键辅材——金属化浆料企业,是否已经做好了应对这些挑战的准备呢?

在此背景下,第五届PERC+ 与TOPCon技术论坛2019将于8月8-9日在浙江杭州召开,来自贺利氏的专家将作重要报告,介绍高效PERC与TOPCon电池金属化浆料,会议还将安排参观海宁正泰PERC电池与组件工厂。

下表总结了部分浆料企业的对于以上提到的PERC+与TOPCon技术,推出对应浆料产品的进展情况。可以看出,在针对PERC+技术的产品上,大部分企业推出了相应的定制产品;在TOPCon浆料方面,仅贺利氏、杜邦、帝科、聚和等企业布局了相关产品,有利于抢占市场先机。

据悉,贺利氏针对分别应用PECVD和ALD工艺的PERC叠加SE工艺技术,分别推出了升级版的新一代正银浆料SOL9661B和SOL9661B2。

SOL9661B系列产品无机体系基于上一代玻璃化学技术升级而成,提供高拉力的同时对激光损伤区域提供额外的保护,结合贺利氏专用于超细线印刷技术的突破性有机载体系统升级而成的新一代产品。经客户测试证实,SOL9661B在规模化生产中可提高> 0.05% 的效率增益。

SOL9661B2专为双面钝化ALD PERC太阳能电池量身定制。SOL9661B2浆料成功克服了ULDE接触表面的磷掺杂浓度低至~10-19的挑战;同时还有效减少了对钝化层的损伤。该浆料所独有的化学特性使ULDE的优势(如更高的FF和Voc)得以淋漓尽致地发挥, 使电池效率大幅提高。经客户测试证实,SOL9661B2在分步印刷和两次印刷规模化生产中可提高> 0.10 %的效率增益。

作为为数不多的推出了TOPCon电池浆料的企业,贺利氏做了很多产品研发工作。通过与行业合作伙伴及研究机构通力合作,贺利氏在开发多晶硅层接触用丝网印刷浆料方面取得了重大进展。针对不同类型的多晶硅层,贺利氏最新推出的TOPCon电池背面银浆SOL7200系列产品,可使得接触电阻最优并且能够最大程度地降低金属诱导复合速率。

光伏行业正处于平价上网的风口,技术升级对于降低度电成本至关重要。光伏产业链各环节需紧密配合,共同促进技术进步。可见,机遇与挑战并存的PERC+与TOPCon时代,像贺利氏这样的企业已经做好了十足准备。
 

(责任编辑:肖蓓)

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