光伏高效电池饕餮盛宴(五)
光伏产业低迷,腹背受敌。怎样能挺过寒冬?有技术实力而且能将技术变成生产力的企业,将最终胜出。高效电池就是光伏的突围之匙。
1.国产高效晶体硅电池-中电SE电池
SE高效电池(选择极发射SelectiveEmitter)是一种在现有加工制造工艺设备和P型硅片原料的基础上的单晶硅电池。其转化效率平均达到17.5%,性能更稳定,受主要原材料硅片的材质变化影响小。
中电光伏研发成功并主推的电池技术为SE(Selective Emitter选择性发射极)电池,赵建华博士在新南威尔士(UNSW)研发中心担当主任期间就从事了十几年的此类型电池研究。SE电池可以算是尚德PLUTO电池的一个简化版,它们都是从PE系列电池演变而来,因为无论是PESC、PERC,还是PERL电池均含有SE电池最典型的选择性发射极技术,SE技术只选取PE系列收益最明显、同时产业化相对容易的前表面结构部分。属于UNSW的PERL的衍生技术。相对于尚德PLUTO是对PERL技术的“高仿”电池,中电SE电池可视为“低仿”。
中电SE电池的工艺特点为:
1) 利用丝网印刷腐蚀剂来代替传统光刻技术在二氧化硅层上蚀刻电极图形,一般为10%~25%的氟化氢铵浆料。
2) 经过3次热处理达到先重扩散后轻扩散的目的,仅在重扩散区域印刷电极,即“选择性”发射极。
2.国产高效晶体硅电池-英利熊猫Panda
“熊猫”N-MWT N型MWT单晶硅高效电池项目是英利集团与欧洲著名太阳能光伏电池研究机构——荷兰国家能源研究中心(ECN)及全球领先的光伏设备和自动化系统供应商阿姆泰克(Amtech)公司进行的联合研发项目。填补了国内N型电池技术的空白。之所以将该技术命名为“熊猫”,一个原因就是熊猫的英文单词“PANDA”中具有从“P”到“N”的变化。
“熊猫”电池拥有丰富的技术元素。是N型双面电池技术和MWT金属缠绕式(Metallisation Wrap-Through,简称MWT)电池技术的集成。ECN研究中心于2009年研发成功MWT电池技术可以得到17%的多晶硅组件转化效率,创下当时的一个记录,理论上这种技术可以达到25%的综合效率。这种电池技术将主栅线从传统的正面转移至背面,正面只保留细金属栅线,因此降低表面栅线遮挡损失,因此又被称作背电极电池。
在单晶电池方面,ECN的N型双面电池技术已经成功得通过设备制造商Tempress(Ametech Systems子公司)植入英利的“熊猫”电池。与传统的硼或者其他3价元素扩散的P型硅片不同,“熊猫”电池的基础是磷掺杂的N型硅片。后者的少数载流子寿命比P型硅片高很多,但是由于掺杂工艺更复杂以及在N型硅片上形成P结的难度也更大,所以传统的工艺仍然以P型硅片的加工为主。ECN通过研发并与Tempress合作,很好得克服了这些困难。N 型电池有更高的短路电流和更高的Voc及填充因子FF。电池转化效率η=IscVocFF/Ps,因此N型电池的效率要比P型电池高至少5—8%。掺磷背电场结构可以进行双面设计,相对于传统的铝背电场,因为不用让电池弯曲,所以能加工更薄的硅片。英利方面表示,目前硅片的切割厚度已经降至低于180微米,合格率超过96.5%。
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