专家解读：晶硅电池产业化技术将走向何方？

7月19日，中国光伏行业协会召开了《光伏行业2017年上半年发展回顾与下半年形势展望研讨会》。会议上，众多专家做了精彩发言。本文为中科院电工研究所太阳电池技术研究部主任——王文静研究员的精彩发言，原文题目为《晶体硅太阳电池产业化技术的发展》。

王老师是国内电池研究的最权威专家之一。根据目前的情况分析后，王老师认为：

单晶PERC产品兼具成本与性能优势，是目前最有竞争力的产品，未来还具有很高的效率增长空间。

具体分析如下：

一、晶体硅太阳电池的技术进步

表1：中国各种晶体硅太阳电池的产业化效率

表2：各种新型晶体硅太阳电池的工艺比对

二、可产业化的新型晶体硅太阳电池

1常规设备的改进

2常规BSF电池的关键技术：黑硅技术

表3：金刚线切割多晶硅片的常规织绒技术还未解决

单晶硅电池与多晶硅电池的差距在缩小

价差缩小的原因分析：

金钢线切割导入单晶硅，但是多晶硅遇阻

降低氧含量

连续投料

薄片化

新型的尺寸设计

单晶硅片将完全用金刚线切割

铸锭工艺调整——降低硬质点

切割机全面升级为金刚线切割(日本小型线锯可以成功改造(东京制钢、NTC、442DM、大连连城)，但是HCT和MB的大型线锯改造不顺)

金刚线切割的单晶硅片已经进入电池量产，使用新型添加剂织绒

金刚线切割的多晶硅片还无法使用常规酸腐蚀工艺进行织绒，只能使用干法或湿法织绒，增加较高的成本，同时由于多晶硅硬质点造成的金刚线断线问题，使得它还没有进入大规模量产

常规太阳电池浆料技术的改进

浆料的全面改进

2PERC电池

PERC电池工艺过程

表3：台湾的PERC电池的厂商

表4：台湾之外的PERC电池产能

2015~2017年全球PERC电池产能及产量估计

截止目前PERC电池的效率记录

目前各个公司的PERC电池的最高效率和产业化平均效率

多晶PERC电池的产线效率已经站上19.5%一线

中国单晶PERC产线平均效率已经处在21%

国际一流企业的单晶PERC电池产线效率已经处于21.5%

各种晶体硅电池价格下降趋势

PERC电池的关键技术：Al2O3镀膜技术

台湾益通的颠覆性技术

PERC电池技术进步路线图

SelEm1—前电极SE

SelEm2—前表面SE+BSG烧结n++

BSF-seg—局域背场

advEm—新型的发射极结构

Al-B-BSF—掺硼铝背场

base1ms_—1ms P型硅片

4BB—4主栅

Multi wire—多主栅

finger10μm_—10μm栅线

空心——材料的改进

实心——结构的改进

资料来源：B. Min et al., 31st EU-PVSEC, Hamburg/Germany, 14.-18. Sept. 2015

P型PERC发展方向

丝印制备Al2O3钝化膜(免ALD，免PECVD、免TMA)

丝印并烧穿制备背面铝细栅(免激光开槽)

正面效率达到22%

双面PERC电池(PERC+)

选择性发射区(SE)+PERC

PERC电池关键技术之光衰问题

抑制多晶硅PERC电池光衰率

3PERT电池

PERT电池的技术进步

减压硼扩散

离子注入磷

BF+/BF2+注入

外延生长掺硼层

快速沉积(RVD)硼扩散层

预制BSG/PSG+再分布(APCVD/丝印/喷涂)

各种工艺路线的对比

产业化和研究机构的N-PERT电池

4HJT电池

HJT的工艺过程

表5：HJT工艺设备的种类

表6：中国HJT电池的厂商

三、分析与展望

预测: 各种晶体硅太阳电池的市场份额

半片技术——内部防热斑设计、组串连接技术

叠瓦技术

抗PID——机理与实证

光衰及新型光衰(LID、LeTID)

背板的改进

EVA的改进

双面发电

双玻组件

单晶PERC产品兼具成本与性能优势，是目前最有竞争力的产品，未来还具有很高的效率增长空间;

多晶PERC产品存在衰减问题，目前原理仍不完全明确;

多晶金刚线切片的应用比例将快于预期，主要是由于添加剂制绒技术的应用，虽然电池效率效率下降0.1~0.2%，但是配合金刚线切割可降低成本;

PERT电池目前效率20.5~20.8%，相对PERC电池缺乏竞争力;

HIT技术本有可能在2年前在国内走向应用，也因为PERC的出现而遇阻;

多晶路线如无新的技术出现，将在成本与性能方面全面落后于单晶路线。

FR：智汇光伏(PV-perspective)

文章作者：王文静