新闻
  • 新闻
  • 产品
  • 企业

当前位置:

新加坡太阳能研究所:monoPoly技术平台-实现PERC/T生产线中的钝化触点

光伏原材料及辅料  来源:北极星太阳能光伏网    2020/8/9 18:33:31  我要投稿  

北极星太阳能光伏网讯:“monoPoly是一个工业级的平台,有钝化触点,降低成本,使它对我们生产来说更加容易。” 在第十四届全球光伏前沿技术大会主题论坛上,新加坡太阳能研究所Shubham DUTTAGUPTA博士分享了《monoPoly技术平台-实现PERC/T生产线中的钝化触点》主题演讲。

专题直播:SNEC第十四届(2020)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)论坛

以下为演讲内容

各位早上好,我来自于新加坡太阳能研究所,今天演讲的主要内容是monoPoly技术平台,我会讲讲我们的方法以及结果,尤其在使用的时候在PERC技术和生产线上的结果。

这个是今天要介绍的,我们三大块的研究板块,有太阳能电池,有硅电池,也有硅叠层电池,以及钙钛矿,以及不同类型的组件开发和测试和不同应用的测试,我们也有光伏系统板块的研究。今天的演讲有四个部分,包括我们研究的推动力,还有双面的monoPoly电池技术,还会讲到相关的工艺技术平台,还会说到双面玻璃电池初步结果的分享,还会介绍到最新的一些技术,包括我们自己实验室所开发的技术,给大家做一些展示。

这一页是非常重要的,这是一个基础,也就是今天讨论的基础,同时也是一个背景的介绍,也就是我们说到的monoPoly技术平台的基础。对于我来说要讲这样的背景,1980、1990年,我当时比较年轻,讲这些历史并不容易,给大家做历史介绍很难的,但是简单来说,大家从这个可以看到,PERC是从80年代开始,90年代有研究团队,包括其他的研究团队开始有了越来越多研究,也看到了技术使用的效率提高,但这不是我要讲的重点。这个是我想要说的工业上的工艺,过去有很多的变化,一会会详细介绍变化和创新。在工业的工艺方面,从2008-2010年有了很多的发展,工业的工艺都有了很好的发展,在设备方面也有很好的发展,还有层、激光,这些都是有很多的创新,这些创新都是给我们带来很好的发展,可以减少损失,以及在印刷的技术方面和工艺都有很多的发展,包括铝等,我们看到越来越成熟,有了重大的发展,包括PERC技术在渗透率方面也是在增加,所以我们有了这些创新,在我们的研究室也看到了,我们也是希望开发工业的工艺,工业的工艺最需要创新,也是需要部署的,这是很重要的一点,尤其对于PERC这样的技术,我们做下一步的发展就需要创新和部署。

简要看看PERC的电池,PERC现在差不多是90GW,这是当前的情况,成本也是差不多在0.24-0.28,效率方面,PERC的电池效率在22.5%上下。在开始的时候我们也讲到效率达到22.5%,在量产的情况下也是可以实现的,有些试验室可能实现了24%的效率,我的一些同事,包括隆基公司他们也有可能实现24%,对于量产,尤其是太阳能电池,差不多在这样范围内的效率。

前面的片子我讲到了结果、事实,讲到不同的技术、效率,主要是我们讲的VOC。这个技术可以是70608090,一般不会超过685690,当然这不是好消息,因为要想提升效率,必须做出来的能够达到710或者更高,这样我们就能够不断向上提升。不仅讲到电池的效率,而且还提升成本效益,从这个角度来看,唯一一种方,进行钝化接触,有很多文献讲这内容,支持我们的观点。当然要求估计也是涉及到技术,这个还涉及到低成本,然后高通量这样的技术,能够通过生产线快速的升级,技术必须要有稳定性,所有的这一切是个要求,对生产的要求。我们讲到了PERC创新相关的内容,这个就涉及到钝化接触触点,我们研发第三年就提出了这个技术,我们要提出一个基础方案,需要满足这三点的要求,这个技术满足这些要求才能够用起来。

右图展示了ITRPV2020的报告,讲到了PERC技术,我们看什么样的情况,是我们的技术路线。我们看技术在未来十年的市场份额,预计会超过70%。我们要全力以赴确保开发技术,这些技术能够帮助太阳能行业不断发展,帮助大规模的生产,逐渐能够达到这样的生产能力。

这边看到效率,效率的公示,左图展示了小的面积电池的效率,右侧是大面积电池的效率,这是不同公司或者研究所达到的水平。大家看不同的公司,小面积效率最高是25.7%,大的是右图所示,这就表明技术的可行性,虽说是小面积,当然我们有的是在原型或者是尝试阶段,当然是好消息了。非常重要的,我们认识到这个行业有24.79%能够达到,这是大的电池,大家都慢慢追赶上来,我要说这是非常棒的。我们都承认仍然有差距,不管成本还是通量,还是正确的工装,从专利到大规模生产还是有差距,所以说我们需要达成更高的效率,有很多工作要做。的确如此,这也是我们努力的驱动要素,我们的概念要落地。

这张图展示了未来的愿景,讲到了monoPoly成为PERC/PERT的一部分,我们看到这样的事实,PERC和PERT技术当前受到了LCOE的影响,比如说680,或者最优情况下达到690,好的时候是25.5%的效率,有的时候是23%,我们提出了这样的行业策略,把后侧加上钝化接触,就成为monoPoly技术。我们相信这个电池技术能够让我们达到24.5%的水平,很多公司已经展示了此效率,但更加重要的是我们这个技术有非常低的生产成本,但又能达到这么高的效率,这样给生产厂家带来非常不错的利润。

这张片子展示了结构,左侧是PERC结构,右侧是PERT结构。这是前面片子的续图,PERT可以进行更新,后版可以更新,前版可以保持不变,加上多晶硅的工艺是完全可以的。同样的策略还应用到PERT,也就是说对背板进行变革,使用了多晶硅做背板,我们称之为monoPoly技术,是非常合适的。在后侧可以有含0的,但是效率不错的。

就像PERC历史上有做了工业化应用,而monoPoly技术也有相应的背景,有非常好的架构,有不同的效率。比如80、90年就有PERT,TOPCon技术是PERT的更新升级版,虽然历史上做了很多开发,其实大家在生产转换方面做了很多工作,因为monoPoly技术就应运而生。monoPoly是一个工业级的平台,有钝化触点,降低成本,使它对我们生产来说更加容易。PERC我们也看到用了20年才能够进行工业化,事实上还超过20年了,这里面做了很多工作才能够开发一个工艺落地生产,我们概念到生产花时间,当然要和供应商进行谈判等等,还有重要的一个方面,就是要优化相关工艺。比如说我们的印刷,或者高温、触点接触、双面电池,有的时候占了整个过程。所有的这些工艺要优化,要做到一个工业平台上monoPoly,从2017年就开始做相应的研发了,我非常荣幸给大家介绍相关的关键结果。

这个是其结构,因为monoPoly电池结构,如果你非常喜欢钝化接触驻点技术,你会喜欢这个片子。我又一次给大家介绍这张片子,如果新参会者想了解monoPoly的技术,我介绍一下。前侧有分布的驻点,有这样的结构LCOE,然后后侧、背侧有接面氧化物,有多晶硅层,后层和前层设置如图所示,PECVD是在后侧有的,这个是进行反光或者对背板进行保护。

这个也是重要的片子给大家展示,有的时候有人问我,可视化多重要?不管是monoPoly技术,要用图片展示,一开始的时候,我们当时没有达到世界纪录这样的想法,我们只是想把实验室和工业化两地之间的差距做弥补,我们要考虑生产等级的工装,不是说针对某一个技术就叫停住而已。我们有两种战略,考虑不同的电池结构,现在是monoPoly,monoPoly有三方面的路线图,一个是LPCVD,这是一个行业级的LPCVD。同时我们也有采购的PECVD工装,来自于行业内的供应商,也有一些供应商专门生产设备。APCVD来自于斯密特,也是我们第三个技术路线。

下面两张片子基本上讲我们的工艺流程,这是比较精细的流程,最后形成monoPoly电池。这张片子基本上讲到了monoPoly层,也就是说钝化属性,左侧是电镜图,讲到了对战。右侧讲到了曲线图,最右侧看到对称的结构,这个比较具体。钝化结构在下表展示,大家可以看到参数,这些参数非常好的展示了其更优的电属性。

这张片子前面已经介绍过,在以前演讲当中讲到这个本身吸水性差,这一层非常独特,虽然说这是一个多晶层。这个是讲TCV非常独特,相对其透明度不错,比传统的要好。但是艺术非常好,前侧用monoPoly,后侧用这个,后面还会讲,不管怎么样说,这个有强大的优势,这个是用在monoPoly电池上。

这张片子展示了I-V属性,这是我们最近做的结果,看四个参数,外轴、X轴,这是太阳镜片的玻长,大家看到薄的70,厚的150。70只是一个参数,150是另外一个参数。这相对来说是比较干性的,大家看到依赖性非常强,大家也可以看到Voc有相应的趋势,成本影响稍微有杂质的,它的因子就比较低,但是相对来说是平衡的。我们看到电流和Voc,我们看到其效率不错,最优的电池效率是23.2%。

这张片子也很重要,这是一个I-V结果,我们发表也获得了认证。这张片子介绍了潜在的改进,我们的电池技术带来的益处等等。首先我要来介绍一下左侧的图,看一下Voc的对比,太阳能电池是有薄的基板,这个会有不同或者说它的差异会比较小,比如说8微米的差异,我们可以把这个结构做一个很好的组合。对于薄的样板中,比如说150的差异,在这个地方可以看到可能是12到15V的差异,这样的差异就比较大。我们要做一个很好的结合,但其实给我们看到有不同的机会。在开发的过程中,比如说电池,尤其是在量产中在7-18V的范围,所以这个结果是比较的重要。同时这也是重要的一个信息,尤其是在我们进行基础开发的时候。

再看一下反电流的特点,左边是电池的Voc以及Voc的下降,右边是逆电流的特点。薄的硅片也有比较少的发射器,在图上对于电池对于组件的影响我们也要考虑,有些影响在图中没有显示。对于薄的每平是150,这是相关的测量值。这个是我们的逆电流,在低于1.5,即便在这个标准的电压下,它的逆电流是1.5以下,所以这是一个很好的结果。对于未来的PERC发展,可能还会得到更好的结果,尤其是在接下来一个月我们可以再看到一些好的研究结果出来。

这一页上看到了我们自己研发的monoPoly的效率,这也是我们内部研发从2017年开始的,一直到2019年底,我们的发展是非常不错的,可以看到3.2的水平,我们也希望在未来能够把这个技术进一步的发展,在年底能够达到4%。

这是我们初步组件的一些结果,是跟我们合作伙伴一起合作的,非常高兴给大家看到。我们的组件352W,技术也是得到认证,这也证明了我们的技术以及产品的适用性。这个上面看一下monoPoly的工业平台,这个平台是有两类技术,前面已经给但是做了介绍,前面讲到三个技术,这里我们又把其中两个放在这里做对比,看一下它结构,包括PECVD的工艺,还有LPCVD的工艺,我们看到PECVD是23.5%,LPCVD是23%,这个是690毫伏的情况下,PECVD是710V,我们的一些合作伙伴已经在使用这样的工艺了。现在在做进一步的升级,进行设备设施的升级,之后会使用这项技术进行生产。

在一开始我讲到会给大家介绍一下最新的结果,这个是没有详细的介绍,但是我们已经有了一些好的初步结果,尤其是在新的技术平台上。我们非常高兴在接下来会给大家展示一下最新的成果,还包括效率方面的成就,我们的monoPoly技术在之后还会有biPoly技术的平台,会使用到多晶硅,这个也是我们在开发的技术。这个是基于传统的异质结设备的结构,这是biPloy的平台,多晶硅是在两侧都有设双面的多晶硅,增加它短路电流密度。PECVD的层可以实现薄的稳定的,以及可以接触的正面层,所以可以解决接触的问题,希望这项技术也是能够实现量产。所以我们的战略就是除了monoPoly,还有biPoly的技术。我们还有可选择的金属化的浆料来减少成本和增加稳定性,所以这就是金属化的方式,后面也会再给大家看看具体的情况。

这张幻灯片上给大家展示的是我们升级的高温异质结的电池,这个高温异质结的电池就如图中看到,这个结的位置是在硅的基板上,这个技术也是称之为biPloy的技术。我们也在这方面做了很多的开发,现在我们也是希望能够实现薄的版本,可以更好符合硅的结果,比如20纳米的,希望可以保持它的稳定性。大家在这个图上可以看到,它的是一种半透明的多晶硅的,正面是20纳米,这个技术现在也是完成了,在正面是半透明的,背面不是半透明的,现在我们也是希望能够有背面50纳米多晶硅的厚度,这是一个标准的版本。这是25%的最大效率,这是刚刚介绍的结构下可以实现的效率,它是一个暗示的,或者说明示的效率。相关的所示在效率的水平上没有包含。

对于正面我们也会开发一些工艺来保持它好的电池效率,所以我们不只说技术,还有工艺的开发,我们也很高兴我们团队不仅仅是技术开发,现在也是很好的进一步做合适的工艺开发,还包括正面相关的问题解决,尤其是要进入2016年和2017年技术进一步的发展。另外还包括背面的,当然现在是很难去实现一个工业上可成形的技术。对于biPloy技术我们非常幸运,已经取得了一些初步的成功,我们也是希望之后能够继续提高这个效率,这个比较令人满意的,接下来会进行金属化的工作,我们也会跟合作伙伴一起做这样的工作。

总结,我给在座的各位同事介绍了monoPoly的平台,这是需要一个独特工业的解决方案,用在PECVD和LPCVD,并且要适用于量产。我们也给大家看到了8个步骤的工艺流,也给大家看到了相关的属性和参数,以及低的计算吸收是因为更高的氧气的含量出现在多晶硅中,更薄的PECVD的多晶硅层是到120纳米,还有最好的效率是80到100纳米PECVD多晶硅,最高的效率如果使用Voc使用在110左右看到最高的效率在23.5%。

这就是我的演讲,谢谢大家。(发言为北极星太阳能光伏网根据速记整理,未经本人审核)

投稿联系:陈女士 13693626116   QQ: 1831213786
邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#换成@)
北极星太阳能光伏网声明:此资讯系转载自北极星电力网合作媒体或互联网其它网站,北极星太阳能光伏网登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考。
热点关注
2.85GW光伏电站EPC 1.9GW组件开标价格参考

2.85GW光伏电站EPC 1.9GW组件开标价格参考

本文统计了9月至今日发布的共计2.85GW光伏电站EPC以及1.9GW组件开标信息。其中,EPC项目业主单位以国企/央企为主,这也从侧面反映出,在竞价及平价项目中,国有企业已经成为绝对的主力。具体来说,中广核603MW、广州发展410MW、中节能345MW、晋能集团220MW,中民投200MW、湖北能源集团190MW、华能180MW

--更多

新闻排行榜

今日

本周

本月

最新新闻
相关专题

关闭

重播

关闭

重播

关闭

关闭

本周热门关键词:

Email订阅最新光伏资讯

订阅