2022晶體硅太陽電池產(chǎn)業(yè)新技術(shù)

晶體硅太陽電池制造技術(shù)新進(jìn)展目錄1.

晶體硅太陽電池研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2.

晶體硅太陽電池制造技術(shù)發(fā)展3.薄晶體硅太陽電池發(fā)展晶體硅太陽電池具有堅實的技術(shù)基礎(chǔ)及成熟的生產(chǎn)工藝實驗室最高效率：單晶24.7%、多晶20.3%；生產(chǎn)效率：單晶14%~17%、多晶13%～16%。多晶硅太陽電池與單晶硅太陽電池并行發(fā)展主要太陽電池分類比例44651310107363735415052484240%20%0%60%100%80%1999200020012002ribbonthinfilmmono

Simulti

Si云單晶硅、多晶硅太陽電池比較Advantages:Waferarea

increasePronounced

costreduction

potentialFully

squaredChallengesDevelopmentof<200μmwaferandcell

technologyMultiSiMono

SiAdvantages:Highefficiencypotential(onthin

wafers<200μm)ThinwaferandcelltechnologyChallengesDegradationofsolar

cellsReduced

packagingdensityin

modulesCost

reductionBestPVmaterial:stillopen

question!云1.

晶體硅太陽電池研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢新結(jié)構(gòu)高效電池云激光刻槽掩埋電極太陽電池發(fā)射極鈍化背局域擴(kuò)散太陽電池HIT電池傾斜蒸發(fā)電極太陽電池（OECO

）隱蔽性發(fā)射極穿孔太陽電池表面織構(gòu)多晶硅太陽電池激光刻槽掩埋電極太陽電池Single-stepgroov

ee

m i

t

t

e

r

-diffusio

np

+ BS

FRearm eta

l

Titani

u

m dioxid

ecoat

e

d fro

n

t surfac

ePlated,lase

r

-

groov

e

d contact

s云發(fā)射極鈍化背局域擴(kuò)散太陽電池n+np-siliconthin

oxide(~200?oxiderear

contactp+p+p+double

layerantireflectioncoatingfinger "inverted"

pyramids

PERL(passivatedemitter,

rearlocally-diffused)cell

structure.surfacestoreducesurface

recombination.BBr3reardiffusioninlimited

areas.Thisreducestherecombinationat

therearcontactareas,whilemaintaininglowcontact

resistance.DoublePBr3emitterdiffusionsreducetherecombinationatthe

emitterAdvantagesofPERL

Cells:1

-cmWackerFZwaferwith

highminoritycarrierlifetimeinthe

substrates.Theinvertedpyramidfront

surfacereducessurfacereflectionandimproveslighttrapping

performance.TCAoxidationonbothfrontand

rearsurfaceandtheemittercontact

areas.Ti/Pd/Agreducescontact

area.ZnS/MgF2DLARreducessurfacereflection

further.云HIT太陽電池云云云20%

效率傾斜蒸發(fā)電極太陽電池（OECO

）ISFHOECO(ObliquelyEvaporatedContact)solarcellstructuredevelopedatISFH.PECVDdepositedSiNisusedforsurfacepassivation,withlowrecombinationfrontMISmetal

contact.云隱蔽性發(fā)射極穿孔太陽電池Emitter-WrapThroughSolarCell云云表面織構(gòu)多晶硅太陽電池云19.8%多晶硅太陽電池17.7%

的大面積多晶硅太陽電池云云晶體硅太陽電池效率云Efficiencyofcrystallinesiliconsolar

cellsEffAreaVoc

(V)Jsc(mA/FF測試機(jī)構(gòu)完成單位Cells(%)(cm2)cm2)(%)Si

(crystalline)24.74.000.70642.282.8Sandia

(3/99)UNSW

PERL[[i]]Si(multicrystalline)20.31.000.66437.780.9NREL

(x/04)FhG-ISE

(99

mthickness)[[ii]]SiFhG-ISE

(218

m(multicrystalline)19.91.000.65338.878.6FhG-ISE

(x/04)thickness)[22]Si(multicrystalline)19.81.090.65438.179.5Sandia

(2/98)UNSW/Eurosolare[21]Si(largemulticrystalline)17.61440.63235.977.7FhG-ISE

(x/03)UniversityofKonstanz,BP

Solar[[iii]]Si

(supportedfilm)16.60.980.60833.581.5NREL

(3/97)AstroPower(Si-Film)[[iv]]2、晶體硅太陽電池制造技術(shù)發(fā)展太陽電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢云總目標(biāo)：

提高電池的轉(zhuǎn)換效率和降低成本主要手段：提高生產(chǎn)規(guī)模、提高生產(chǎn)控制水平提高太陽電池轉(zhuǎn)換效率，降低單位成本逐步將實驗室高效太陽電池的概念應(yīng)用于規(guī)?；a(chǎn)開發(fā)規(guī)?；a(chǎn)新技術(shù)向更薄的基片發(fā)展，降低材料成本提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本適度采用更大面積的基片采用高效自動化生產(chǎn)線等太陽電池生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)展貼近工藝，具有更高的控制精度高自動化，提高生產(chǎn)效率，有利于生產(chǎn)穩(wěn)定產(chǎn)能大幅提高，適應(yīng)大面積、薄片生產(chǎn)設(shè)備投資增大云125mm、150mm系列電池成為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品0.850.910.95太陽電池成本0.8100*100125*125150*150175*175

210*210太陽電池尺寸相同制造破損率不同制造破損率遞增的制造破損率云901802703604505406307208109000.10.30.50.70.9效率增加值（%）設(shè)備投資（萬美元）25MW設(shè)備投資與效率增加值平衡示意圖（以投資回收期3年計）云原材料的制備硅片生產(chǎn)表面織構(gòu)擴(kuò)散（去邊p-n結(jié)）減反射膜制備電極印刷及燒結(jié)組件封裝云晶體硅太陽電池主要產(chǎn)業(yè)技術(shù)原材料的制備SiO2SiSiHCl3Si砂子（石英巖）還原為冶金級硅（SiO2+2C→Si+2CO）冶金級硅提純?yōu)榘雽?dǎo)體級硅（Si+3HCl→SiHCl3+H2）（SiHCl3+H2→Si+3HCl）SiHCl3SiSiSi低成本的冶金級硅提純?yōu)樘柲芗壒柙乒杵a(chǎn)云直拉單晶硅鑄錠多晶硅定向凝固法澆鑄法片狀多晶硅帶狀多晶硅多線切割技術(shù)世界最大的直拉單晶硅生產(chǎn)基地—河北寧晉云ViewofthecastinghallofDeutscheSolar

AG云Castedsiliconblock（270

kg）云剖錠機(jī)云Siliconcolumnscomingfromone

block云多線切割技術(shù)云多線切割技術(shù)云定邊生長帶硅云化學(xué)處理及單晶硅制絨化學(xué)處理通過化學(xué)腐蝕，消除切片過程中的損傷。單晶硅制絨利用單晶硅各向性的特點，進(jìn)行選擇性腐蝕，在硅片表面形成微小金字塔形絨面，減少對陽光的反射。掃描電鏡下絨面電池表面外貌云多晶硅表面織構(gòu)云多晶硅表面織構(gòu)云新型的表面織構(gòu)技術(shù)云擴(kuò)散形成p-n結(jié)云對摻雜硼的p型硅片進(jìn)行n雜質(zhì)P擴(kuò)散，形成p-n結(jié)。氣態(tài)源擴(kuò)散涂源擴(kuò)散快速擴(kuò)散快速擴(kuò)散技術(shù)云快速擴(kuò)散技術(shù)云快速擴(kuò)散技術(shù)云石英繩步進(jìn)傳輸模式云云石英管式連續(xù)擴(kuò)散爐Thenovelopenquartztubediffusionsystemcombinestheadvantagesofthecontinuousprocessingtypicalforconveyorbeltfurnacesandcleanlinessofclosedquartztubefurnaces.云等離子體周邊腐蝕云除去電池片周邊結(jié)制減反射膜云APCVD化學(xué)氣相沉積鍍TiO2減反射膜：Ti(OC3H7)水解反應(yīng)，生成TiO2在硅片表面沉積。PECVD制減反射膜及鈍化層云PECVD制減反射膜及鈍化層云PECVD制減反射膜及鈍化層云PECVD制減反射膜及鈍化層云發(fā)展趨勢制備雙層減反射膜高頻PECVD遠(yuǎn)程PECVD提高表面鈍化和體鈍化效果電極印刷與燒成云背電極印刷，干燥背場印刷，干燥精細(xì)電極印刷電極燒結(jié)電極印刷與燒成云電極漿料要求：適應(yīng)細(xì)柵線的制備適應(yīng)更高的擴(kuò)散方塊電阻范圍。增加添加劑，使得上電極漿料能適應(yīng)更低的表面載流子濃度，減少表面復(fù)合。使?jié){料在電極燒結(jié)過程中能選擇性地溶解減反射膜TiO2或SiN，并避免過深地進(jìn)入硅體中。熱熔漿料印刷技術(shù)熱熔漿料熔點為50℃～80℃印刷完后由于溫度低于熔點漿料立即變成固體，省去了150℃的干燥過程，減少了漿料淌開，減少了柵線的寬度。ASYS金屬網(wǎng)流水線云晶片格式化設(shè)置

云光檢旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)角度設(shè)定

ASYS

破

損

控

制PC

用戶界面

設(shè)定晶片邊緣破損容忍值

晶片準(zhǔn)正方形園角度新的絲網(wǎng)印刷技術(shù)云高速1300片/小時能適應(yīng)薄至100微米的硅片太陽電池測試分檔云光焊機(jī)云層壓封裝機(jī)云全自動的組件封裝線云3、薄晶體硅太陽電池發(fā)展薄基片的挑戰(zhàn)云薄基片的脆性、易碎吸收系數(shù)較低，標(biāo)準(zhǔn)硅片需要500微米厚度需要好的陷光結(jié)構(gòu)背面的薄二氧化硅反射層特殊的電極制備技術(shù)（LFC激光燒結(jié)電極）目前實驗室結(jié)果：70微米厚，效率20.7%云薄晶體硅太陽電池主要技術(shù)云在線等離子體刻蝕技術(shù)用于表面織構(gòu)和去邊p-n結(jié)?？焖贌崽幚砑夹g(shù)減少手工操作，提高自動化的重要技術(shù)手段。介質(zhì)鈍化技術(shù)陷光技術(shù)克服薄晶體硅光吸收系數(shù)小的關(guān)鍵技術(shù)。在線激光技術(shù)(LFC)用于形成背電