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光伏“转化效率之王”IBC电池有多牛?

导读: 光伏技术竞争上,各家公司是你追我赶、用尽全力,到底什么样的技术才是决定未来的先进技术呢?有人说PERC电池技术,也有人说是IBC电池技术,还有人说MWT组件技术……但是不管是那种技术,首先转化效率才是决胜未来的根本。

光伏技术竞争的核心是什么?答案是提高转化效率!

光伏技术竞争上,各家公司是你追我赶、用尽全力,到底什么样的技术才是决定未来的先进技术呢?有人说PERC电池技术,也有人说是IBC电池技术,还有人说MWT组件技术……但是不管是那种技术,首先转化效率才是决胜未来的根本。

过去几年,无论单晶还是多晶电池,都保持了每年约0.3%~0.4%的效率提升。目前,我国光伏设备行业已经全面进入拼质量、拼效率的时代,转换效率的提升已经非常之难,每零点几个百分点的提升都需要极大的技术突破。

光伏“转化效率之王”IBC电池有多牛?

在各种领先的技术中,IBC电池是不得不提到的一项。目前在这项技术研究中,天合光能取得的成绩最为领先。

2016年4月26日,天合光能光伏科学与技术国家重点实验室宣布,经第三方权威机构JET独立测试,以23.5%的光电转换效率创造了156×156 mm2大面积N型单晶硅IBC电池的世界纪录。公司已15次打破IBC电池的世界纪录。

IBC电池技术到底牛在哪里?我们特别将IBC电池的结构原理、工艺技术以及发展状况做了细致的梳理。

IBC电池的原理及特点

IBC电池(全背电极接触晶硅光伏电池)是将正负两极金属接触均移到电池片背面的技术,使面朝太阳的电池片正面呈全黑色,完全看不到多数光伏电池正面呈现的金属线。这不仅为使用者带来更多有效发电面积,也有利于提升发电效率,外观上也更加美观。

IBC电池最大的特点是PN结和金属接触都处于电池的背面,正面没有金属电极遮挡的影响,因此具有更高的短路电流Jsc,同时背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻Rs从而提高填充因子FF;加上电池前表面场(Front Surface Field,FSF)以及良好钝化作用带来的开路电压增益,使得这种正面无遮挡的电池就拥有了高转换效率。

IBC电池的工艺技术

较之传统太阳电池,IBC电池的工艺流程要复杂得多。IBC电池工艺的关键问题,是如何在电池背面制备出呈叉指状间隔排列的P区和N区,以及在其上面分别形成金属化接触和栅线。

1.掩膜法

IBC电池的工艺有很多种,常见的定域掺杂的方法包括掩膜法,可以通过光刻的方法在掩膜上形成需要的图形,这种方法的成本高,不适合大规模生产。不过通过丝网印刷刻蚀浆料或者阻挡型浆料来刻蚀或者挡住不需要刻蚀的部分掩膜,形成需要的图形,这种方法成本较低,需要两步单独的扩散过程来分别形成P型区和N型区。

另外,还可以直接在掩膜中掺入所需要掺杂的杂质源(硼或磷源),一般可以通过化学气相沉积的方法来形成掺杂的掩膜层。这样在后续就只需要经过高温将杂质源扩散到硅片内部即可,从而节省一步高温过程。

而且,也可在电池背面印刷一层含硼的叉指状扩散掩蔽层,掩蔽层上的硼经扩散后进入N型衬底形成P+区,而未印刷掩膜层的区域,经磷扩散后形成N+区。

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