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高效率钝化发射极和背表面晶硅太阳能电池产业化技术
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TM914.41
  • 关键词:
  • 成果简介:
    该项目来源于国家863计划项目及工信部电子发展基金项目,为了充分提高太阳能电池转换效率,引入并完成了钝化发射极和背表面技术的产业化。所述钝化发射极和背表面电池(PERC)结构不仅可以大幅降低背表面电学复合速率,还可以形成良好的内部光学背反射机制,尤其是在硅片向着薄片化的发展趋势下,电池表面钝化质量和内部背反射效果的重要性就更加凸显。PERC电池是一种高效先进的晶硅光伏电池。 (1)在传统湿法刻蚀基础上,研发了背面平坦化技术。背表面平坦化引起的电池长波反射率的提高在电池短路电流上得到了体现,与未经背表面处理的电池相比,背表面平坦化处理后的电池Jsc提高了0.2mA/cm2。 (2)使用产业化的PECVD设备在P型单晶硅片背表面制备AlOx和SiNy薄膜,对背面钝化膜层结构、沉积工艺以及电池集成工艺等进行了深入的研究。 (3)研究了不同激光功率在单晶硅抛光背表面上镀制的AlOx/SiNy叠层膜的开窗效果,综合评估PERC电池的激光刻蚀开窗工艺对背钝化面积的损失、铝硅的接触以及激光造成的损伤等多方面的影响。 (4)局部背场(Local BSF)形成技术,局域铝背场的质量对PERC电池性能的影响至关重要。为获得最佳的电性能,需要同时考虑空洞增多引起的串联电阻的增大和开窗区域钝化效果的降低,以及空洞减少、槽宽变宽引起的非开窗区域钝化面积的损失。 (5)江南大学为该项目主要提供理论与机理的分析与支持、技术路线方向性的支持、各种测试分析等方面。 1)对于氧化铝钝化方面,从钝化机理、载流子传输、钝化膜层内固定负电荷调整方向等方面提供理论依据,通过相当多模型建立与计算,提供合适的钝化膜层性质需求参数; 2)对PERC电池浆料和烧结工艺等方面开展研究,提供了PERC浆料的选型要求和适合的烧结方式; 3)开发了适用于光伏电池测试使用的LED太阳模拟器,并继续深入研究,设计和开发了以LED为光源的晶体硅太阳电池氢钝化装置,为克服PERC电池光致衰减的缺陷、提升产品品质提供了方法与思路,通过提供大量氢钝化实验数据以及经验,协助尚德公司建立起适合产业化的、低成本抗光衰技术; 4)通过对扩散过程的深入研究,提供了有利于进一步提供转换效率的前面场分布方案。 该项目相关授权专利10项,其中发明专利6项,实用新型4项。所有专利均与该项目技术相关,涉及太阳能电池及其组件产品。2015年通过国家太阳能光伏产品质量监督检验中心检测M1单晶PERC太阳能电池转换效率达到21.11%,M2单晶PERC太阳能电池转换效率达到21.31%,采用单晶PERC太阳能电池的光伏组件输出功率达到300.2W(60片)。达到地面用光伏组件“领跑者”认证最高等级。单晶PERC太阳能电池量产批次平均效率达到21.6%,处于行业领先水平。近两年应用该技术产品的单位约170家,合计新增PERC组件销售5.2亿元,新增净利润711万元。
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