量產(chǎn)化型雙面電池研究路線

1、可量產(chǎn)化N型雙面電池技術(shù)研究進(jìn)展及其路線浙江晶科能源內(nèi)容摘要1N型雙面電池技術(shù)現(xiàn)狀2N型雙面電池的開發(fā)進(jìn)展內(nèi)容摘要3N型雙面電池特有技術(shù)方案4N型雙面電池技術(shù)困局5N型雙面電池技術(shù)展望21N型雙面電池技術(shù)現(xiàn)狀N型/雙面電池未來市場份額ITRPV國際光伏技術(shù)路線圖（ITRPV)：到2027年，N型晶體硅高效電池市場份額將提高到25%以上，而雙面電池的市場份額將到30%以上。會不同類型電池的轉(zhuǎn)換效率圖30高效率28N IBC26N HITN PERT24MonSF22Multi P BSF黑硅 P BSF2018201620172018202020222025Eff（%）N型相比于P型的優(yōu)勢優(yōu)秀的

2、弱光效應(yīng)雙面發(fā)電N型雙面的優(yōu)勢無光致衰減襯底少子壽命高4.0ms6N型雙面電池基本流程制絨堿制絨發(fā)射極形成管式擴(kuò)散、旋涂+推結(jié)常規(guī)設(shè)備工藝簡單管式擴(kuò)散、離子注入ALD+PECVD絲網(wǎng)印刷+燒結(jié)7金屬化鈍化背電場形成N型雙面電池效率檔位分布研發(fā)階段，N型雙面電池的主流檔位在21.6-21.8%；8檔位比例30.0%25.5%25.0%Eff ：21.75 %23.6%20.0%15.0%13%12.7%10.0%9.1%5.50%5.5%5.0%1.8%1.80%1.8%0.0%21.121.2-21.321.3-21.421.4-21.521.5-21.621.6-21.721.7-21.82

3、1.8-21.921.9-22.022.0電池效率（%）2N型雙面電池的開發(fā)進(jìn)展先進(jìn)絨面技術(shù)RIE（Reactive Ion Etching）:反應(yīng)離子刻蝕利用化學(xué)反應(yīng)性氣體（SF6、Cl2、O2等）產(chǎn)生的具有化學(xué)活性的基團(tuán)和離子（Plasma），高能離子轟擊被刻蝕材料，形成絨面結(jié)構(gòu)SF6刻蝕速率較快，主要起到化學(xué)刻蝕作用，主要反應(yīng)是：SF6+e- SF*+F* O2+e- O*Si+4F* SiF4(gas) Si+F*+O* SixOyFzCl2刻蝕速率快，主物理刻蝕，易于控制先進(jìn)絨面技術(shù)堿制絨堿制絨+RIE堿制絨+RIE+BOE先進(jìn)絨面技術(shù)30.00%25.00%20.00%15.00%

4、10.00%5.00%堿絨堿絨+RIE0.00%350450550650750 (nm)85095010501150堿絨經(jīng)過RIE處理后，相當(dāng)于在金字塔表面再進(jìn)行二次織構(gòu)化，硅片表面反射率急劇下降；再經(jīng)過BOE處理后，二次織構(gòu)化表面變得更加圓滑，發(fā)射率也相應(yīng)地上升。Reection (%)堿絨堿絨+RIE+BOE先進(jìn)絨面技術(shù)81.2081.1081.0080.9080.8080.7080.6080.5080.4081.0921.9021.8521.8021.7521.7021.65EF80.44BaselineRIE堿絨疊加RIE后，F(xiàn)F提高了0.73%，正面納米結(jié)構(gòu)增加了發(fā)射極和金屬電極接觸

5、的面積，電池電阻大幅降低。13EFF(%)FF(%)選擇性發(fā)射極不同激光功率條件摻雜后的SEM圖設(shè)計(jì)新型選擇性發(fā)射極工藝和結(jié)構(gòu)正面pn結(jié)重?fù)絽^(qū)域暗飽和電流密度J0小于30 fA/cm2，輕摻區(qū)J015 fA/cm2，正面發(fā)射極總J020 fA/cm2；保證正背面接觸電阻率c10-3 cm-2。14先進(jìn)鈍化技術(shù)IVoc=705mV雙面硼擴(kuò)+雙面Al2O3SiNxAl2O3SiNxIVoc=680mV雙面磷擴(kuò)+雙面 SiNxN型電池表面鈍化技術(shù)發(fā)射極利用氧化鋁和氮化硅疊層膜鈍化，正面J030 fA/cm2背電場利用氮化硅進(jìn)行鈍化，背面J0100 fA/cm215先進(jìn)金屬化技術(shù)電鍍技術(shù)33mMBBN

6、型電池金屬化優(yōu)化電鍍技術(shù)，細(xì)柵寬度30 m 左右。163N型雙面電池特有技術(shù)方案寬電阻率適用范圍P PERC電池與電阻率的關(guān)系*P型PERC電池高效率集中在低電阻率區(qū)間；N型電池因?yàn)橛腥硤龅脑?，硅片電阻率可以比較分散而效率波動不明顯。*來源：29th EUPVSE 2014, solarworldN Bifal電阻率(cm)Voc(V)Jsc(A)Rs(m)FF(%)Eta(%)0.80.666339.350.0018680.2621.0430.666939.620.0024679.6421.04硼擴(kuò)散管式硼擴(kuò)散的原理： BBr3+O2=B2O3+Br2 B2O3+Si=B+SiO2硼擴(kuò)形

7、成發(fā)射極的J030 fA/cm2（Al2O3和SiNx疊層膜鈍化）雙面硼擴(kuò)后IVoc達(dá)到705mVInverse Lifetime - Correction Term (s-1)Illumination (suns)1.00Impd Voc0.100.01705m0.00V0.010.40000I5m0p0d O0p6e0n00Circu0.i7t 0V0o0ltag0e.8(V00)00.9000Inverse Lifetime (Corrected) vs. Carrier Density7000Minority Carrier Density6000Apprent Carrier Den

8、sity50004000300020fA/cm20.00E+00Mi 2.00E+16 rrier De 4.00E+16 3)6.00E+nority Cansity (cm-離子注入優(yōu)點(diǎn)：成本低缺點(diǎn)：電池工序繁瑣擴(kuò)散區(qū)J0高存在邊緣漏電優(yōu)點(diǎn)：成本高缺點(diǎn)：電池工序簡單擴(kuò)散區(qū)J0低不存在邊緣漏電金屬化P PERCN Bifal正面漿料背面漿料P PERC銀漿鋁漿和銀漿N Bifal銀鋁漿銀漿4N型雙面電池技術(shù)困局N型原硅片的挑選還有電阻率、少子等如何分選？23存在同心圓同心圓影響效率?如何挑選廠家1廠家2廠家3廠家4廠家5N型雙面電池的測試電容效應(yīng)，普通磁滯測量功能Halm開發(fā)的高級磁滯測量，

9、高精確度，高產(chǎn)能電容效應(yīng)K. Ramspeck, S. Schenk, L. Komp, A. Metz, M.Meixner, “Accurate efciency measurements on very high efciencysiliconsing pulsed light sour”, Proceedings of the 29th EUPVSEC (2014)N型雙面電池的光衰處理實(shí)驗(yàn)設(shè)備：光衰爐實(shí)驗(yàn)條件：1000W/m2光強(qiáng)N型電池光衰處理后電池效率增益在0.13-0.20%之間；和P型類電池結(jié)果完全相反；經(jīng)過研究分析，N型雙面電池經(jīng)過光衰后金屬區(qū)復(fù)合會有所降低。255N型雙面

10、電池技術(shù)展望N型雙面電池的J0分析制絨 發(fā)射極形成Impd VocJ0total740730720710700690300254.250200150142.76 10058 5029 0制絨后發(fā)射極形成背電場形成金屬化dImVpoc(V)J0total（fA/cm2）54.25.背電場形成金屬化基于常規(guī)技術(shù)N型雙面電池的效率極限J0Bulk,J0Emitter,11%12%300250200150100500254.21優(yōu)化前優(yōu)化后J0BSF , 14%159.6111.4310088.1829.325.322.6金屬區(qū)域?qū)窍拗瞥Ｒ?guī)N型雙面電J0Contac t,63%2017J0EmitterJ0BSFJ0ContactJ0BulkJ0Total池效率進(jìn)一步的主要。730720710700690680670660650N型雙面電池優(yōu)化后總J0在160fA/cm