林洋光伏N型电池技术解读

1超高效-林洋光伏电池技术

林洋光伏高效N-PERT技术

林洋采用的 N 型高效电池技术为 N-PERT(Passivated Emitter，Rear Totally-diffused cell)，如图1所示。其结构特点是背表面扩散全覆盖以减小和降低电池的背面接触电阻和复合速率。与同为 N 型电池技术路线的 IBC、HIT 等相比，其结构简单、制备成本低、工艺流程短，易实现大规模量产，且 N 型高效双面电池的主要技术优势：

(1). N 型硅片的少数载流子寿命比 P 型硅片高至少一个数量级，这个关键参数的提高将会极大提升电池的开路电压和短路电流，使其有极高的电池转化效率 ;

(2). N 型硅片掺入的主要是磷元素，在材料中不会形成硼氧原子对(硼氧原子对为 P 型电池光致衰减的主要原因)，因而 N 型硅电池和组件的初始光诱导衰减几乎为零;

(3). N 型硅电池温度系数低，发电量增大。传统 P 型电池温度每升高一度，输出功率就降低0.4%～0.5%，而N型电池的温度系数只有前者的一半左右 ;

(4). N 型电池弱光条件下光谱响应好，双面电池实现“双核发电”，在合适的装机环境下发电量能提高 20%～30%。

图1 林洋N-PERT双面电池结构图

林洋光伏超高效技术路线

林洋光伏N型PERT技术，在目前较为简单的工艺路径下量产水平已经达到稳定的21.5%以上。发展清洁能源，推动光伏平价上网是林洋光伏的使命和孜孜不倦追求的目标。始于高效追逐超高效，如图2，在多种新技术和新工艺的开发和导入下，林洋光伏2020年量产效率目标会达到23%，为平价上网铸起坚实的技术基石。

图2 林洋N-PERT双面电池量产效率技术路线图

TOPCon技术

TOPCon (Tunnel Oxide, Passivated Contact)技术是为了进一步降低背面金属接触区复合速率以实现背面整体钝化，开发出的一种钝化接触技术，电池结构如图3所示。

图3 TOPCon技术PERT电池结构示意图

背面TOPCon结构是由1～2nm厚的化学SiO2隧穿氧化层实现如图4所示，具有很好的选择性，而多晶硅层由于采用晶化处理，此钝化结构具有很好的热稳定性。TOPCon全接触钝化的创新结构，克服了背面金属区接触复合较高的问题，利用一层超薄氧化层，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下的复合电流，提升了电池的开路电压和短路电流。相较于PERT电池，TOPCon技术只需要增加LPCVD设备，能很好地与目前量产工艺兼容，便于产线升级。同时掺杂多晶硅层良好的钝化特性以及背面金属接触结构具有进一步提升转换效率的空间，可提升0.8～1.0%左右的电池转化效率。

图4 TOPCon结构的TEM截面图和隧穿效应示意图

ALD AlOx技术

采用先进的原子层沉积Atomic Layer Deposition(ALD)三氧化二铝(Al2O3)方法来钝化电池前表面。Al2O3具有负电荷性，厚度约3-10nm，具有良好的场钝化和化学钝化效果，降低正表面的复合损失，提升电池的开压与电流;同时其钝化不会造成带正电的SiNx所造成的寄生漏电问题，也能够提高填充因子。这种技术能提高电池效率0.2-0.3%左右。而在N-PERT电池背面采用热氧方式生长二氧化硅(SiO2)薄膜来钝化电池背表面，厚度约3-5nm，带有正电荷，其良好的界面钝化性能能有效降低N+层的反向饱和电流密度J0,从而提升电池的开压与电流，效率增益0.1-0.2%。如果匹配选择性发射极技术SE，其效率增益会更加明显，效率增益达0.3-0.4%。

图5 ALD- Al2O3沉积示意图

多主栅电池组件技术

如图6，在传统三主栅布局中，主栅之间的子栅长度以及相关电阻损失限制了子栅宽度的进一步减小，并因此决定了获得有效填充因子所需的银消耗量。而多主栅设计则缩短了子栅长度，从而能充分挖掘现代金属化技术的潜能，例如细线网印以及结合了光诱导镀的喷墨种子层印刷技术。多主栅结构的主要优势在于高填充因子，以及大幅降低的Ag消耗量以及较低的活性区域遮荫面积。

多主栅电池组件具有以下特点：

(1) 降低各种类型电池的单块电池银材料使用量，最多可节约30%的银耗量;

(2) 通过采用新的电池金属化结构和多主栅焊接设计提高电池和组件效率，可进一步提升组件功率5-10W;

(3) 通过设备革新，可以改装现有传统组件生产线，提高串焊、电池串叠层和组件层压工艺，从而提升组件可靠性;

(4) 提高组件可靠性和降低热应力引起的压力和电池碎裂概率。

图6栅线结构示意

2

超智能-林洋光伏先进制造技术

先进技术离不开高端生产设备，高效电池线引进全进口的高端电池制造设备与配套自动化设备，同时还配备了硅片来料分选，在线方阻测试，在线ARC质量测试，在线电池外观分选等全进口的实时过程监控设备，通过国内先进的MES系统将以上设备进行串联整合，生产工艺按照工业 4.0 自动化流程设计，保证了高效电池制造过程的稳定性与产品质量的可靠性。

图7 林洋光伏先进自动化生产设备

林洋光伏高效产品将通过智能化、自动化、信息化的设备予以实现。公司通过德国、意大利、法国等欧洲一流设备供应商，配备目前业界最顶尖的电池及组件制造设备。高端制造设备通过全自动化的运用，在实现提升生产效率的同时，以超过 50%的比例大幅降低人力成本。通过智能化的车间设计，与信息化系统(如 MES、ERP)的紧密结合，在不断改善工艺的前提下，持续提升企业管理水平，使现场运营精益化、信息化、智能化，从而达到现代工厂制造水平的全面升级，并提前进入工业 4.0 时代。