登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
(来源:微信公众号“光伏” ID:pvmagazine)
引言
掺硼p型硅片的lid(光致衰减)现象由来已久,众多科研机构已对其进行了广泛深入的研究,光照下,硼氧复合物的形成是造成该现象的根本原因[1]。基于替代硼掺杂和降低氧含量,如mcz硅片、fz硅片、掺镓硅片和掺磷n型硅片等[2],虽然可以解决lid问题,但由于市场的现有状况(p型晶硅电池占据了90%以上的晶硅市场份额)和技术上的壁垒(如直拉单晶棒电阻率分布过宽、电池制造设备及工艺亟需改进和更新),均未实现大规模量产。
据npdsolarbuzz预测,未来5年,高效p型单晶和多晶电池将主导光伏市场[3],而perc(钝化发射区和背表面电池)电池则是目前公认的实现p型高效电池的最佳途径[4]。从2012年开始,众多台湾电池片厂家,包括旭泓、新日光和昱晶等已率先实现perc电池的量产;陆续地,包括sundison、recsolar和晶澳等也宣布进入量产阶段。perc电池效率的提升得益于背面钝化和反射的增强,由此也带来了perc电池极大的光衰;严重时,lid导致的效率衰减超过0.9%[5]。因此,发展一种可以有效抑制和克服掺硼p型电池lid现象的工艺,对p型高效太阳电池的发展具有积极而深远的意义。
本文依次对常规铝背场电池结构的各种提效工艺和perc高效电池结构的光恢复现象进行研究,有效实现了lid的抑制和改善。
1、实验
本文所有的电池片生产工艺均在常规的晶体硅太阳电池生产线上进行:(1)在氢氧化钠、异丙醇、硅酸钠和制绒添加剂构成的碱性溶液中进行制绒,绒面金字塔大小在5μm以内;(2)扩散炉中高温磷扩散形成n型发射结,方阻在80Ω/□左右;(3)等离子体刻蚀去边结后,在氢氟酸溶液中进行二次清洗去除磷硅玻璃;(4)pecvd减反层镀膜,膜厚在80nm左右,具体的镀膜工艺根据再生恢复的需要,选择sinx/siny或者siox/sinx/siny叠层结构;(5)依次进行背面银浆、背面铝浆和正面银浆的丝网印刷及高温烧结;(6)电池片效率测试及分选。
perc在常规铝背场电池扩散工艺后增加:(1)背面抛光(同时省略第(3)步工艺);(2)背面钝化层沉积后,进行正面sinx减反层沉积;(3)进行背面局部激光开窗后,进行丝网印刷和高温烧结。
光衰抑制实验:电池片烧结完成后,直接进入专门的光恢复装置中,处理一定的时间后,进行24h的光衰处理。光衰后恢复实验:电池片首先进行24h的光衰处理,在专门的光恢复装置处理后,再次进行24h的光衰处理。
2、结果与讨论
2.1siox/sinx/siny
正面减反层工艺lid与恢复2005年sunpower发现的pid(电势诱发衰减)现象对组件可靠性提出了挑战,在发射结与sinx减反层间生长或者沉积一层siox薄膜[6]可以从电池端解决pid问题。因此,本节将首先研究和解决pid电池的lid现象。如图1所示,为正面sinx/siny和siox/sinx/siny减反层结构电池片在“24h光衰-24h光恢复-24h光衰”处理过程中各个电学参数的变化趋势。两组电池片初始转换效率η分别为19.53%和19.68%,对应voc、isc和ff分别为641.37和643.94mv、9.37和9.36a、78.91%和79.28%。经过24h光衰处理后,两组电池片转换效率相对衰减分别为3.10%和2.16%,对应开路电压voc、短路电流isc和填充因子ff相对衰减分别为0.85%和0.72%、1.68%和1.11%、0.59%和0.36%;经过再生恢复处理后,两组电池片转换效率相对衰减分别为1.23%和0.02%,对应voc、isc和ff相对衰减分别为0.19%和0.03%、0.56%和0.06%、0.49%和-0.07%;再经过24h光衰处理后,两组电池片转换效率相对衰减分别为1.86%和0.75%,对应voc、isc和ff相对衰减分别为0.07%和-0.09%、1.00%和0.39%、0.80%和0.45%。
如上所述,光衰电池经过光恢复处理后,效率明显恢复,同时在进行再次光衰后,lid明显下降,效率的恢复得以保持;siox/sinx/siny结构表现出更好的恢复效果,我们认为这与siox/sinx/siny结构更好的氢钝化效果有关。接下来,对上述两组电池的直接恢复效果进行研究。如图2所示,分别为两组电池片进行恢复后再进行24h光衰各个电学参数的变化趋势。两组电池片初始转换效率分别为19.68%和19.66%,对应voc、isc和ff分别为641.78和645.33mv、9.40和9.40a、79.24%和78.73%。电池片经过光恢复处理后,转换效率相对衰减分别为1.22%和0.57%,对应voc、isc和ff相对衰减分别为0.23%和0.16%、0.07%和0.03%、0.92%和0.37%;经过24h光衰后,电学参数基本保持。因此,直接的恢复处理同样实现了lid的抑制和改善;同样地,siox/sinx/siny结构表现出更好的恢复效果。
结合量子效率测试,我们对lid的发生和恢复进行监测。图3示出电池片光衰前后和恢复前后的量子效率对比,图3(a)表明光衰发生后,因硼氧复合物的形成所导致的长波响应下降[7];而图3(b)表示光恢复后,长波响应恢复至与光衰前基本一致,因此,电池的衰减与恢复体现为长波响应的恶化与改善,说明光恢复对体硅复合中心的有效钝化。
2.2sinx/siny/sioxny正面减反层工艺lid与恢复
采用折射率渐变的叠层结构是降低入射光反射,提高电池效率的重要举措[8],如何解决随之而来的lid问题则成为关键。图4分别为对叠层结构电池进行光衰后再恢复处理和直接进行光恢复处理电参数的变化趋势。两组电池片初始转换效率分别为19.77%和19.80%,对应voc、isc和ff分别为644.76和645.33mv、9.38和9.37a、79.39%和79.47%。第一组电池片经过24h光衰处理后,转换效率相对衰减为2.75%,对应voc、isc和ff相对衰减分别为0.94%、0.94%和0.90%;经过恢复处理后,isc基本恢复至初始值,voc、ff和转换效率相对衰减分别降低至0.23%、0.56%和0.64%;再经过24h光衰处理后,voc和isc基本保持,由于ff衰减增大至1.15%,导致转换效率出现1.18%的衰减。第二组电池片经过光恢复处理后,转换效率相对衰减为0.26%,对应voc、isc和ff相对衰减分别为0.13%、0.11%和0.02%;经过24h光衰后,电学参数基本保持。因此,无论是光衰前还是光衰后,恢复处理均可使电池复合中心达到一个相对稳定的状态,实现lid较大程度上的抑制和改善[9],从而使叠层减反结构在提高电池转换效率上的贡献得到很好的保持与体现。
2.3背抛光电池lid与恢复
背抛光是perc技术的关键工艺之一[10],就其技术本身而言,也可一定程度上提高电池背面光学和电学性能。图5所示为常规电池片和背抛光电池片进行“24h光衰-24h光恢复-24h光衰”过程中各个电学参数的变化趋势。电池片初始转换效率分别为19.45%和19.60%,对应voc、isc和ff分别为640.76和643.34mv、9.30和9.36a、79.26%和79.01%。经过24h光衰处理后,两组电池片转换效率相对衰减分别为2.77%和1.80%,对应voc、isc和ff相对衰减分别为0.37%和0.50%、1.11%和0.68%、1.32%和0.62%;经过恢复处理后,两组电池片转换效率相对衰减分别减小至0.33%和0.31%,对应voc、isc和ff相对衰减分别为0.13%和0.14%、0.01%和0.11%、0.20%和0.06%;再经过24h光衰处理后,两组电池片转换效率相对衰减分别为1.67%和1.43%,对应voc、isc和ff相对衰减分别为0.08%和0.22%、0.38%和0.23%、1.22%和0.98%。
如图6所示,为常规和背抛光电池片直接进行光恢复后再进行24h光衰各个电学参数的变化趋势。电池片初始转换效率分别为19.49%和19.66%,对应voc、isc和ff分别为641.05和643.34mv、9.31和9.36a、79.29%和79.26%。电池片经过光恢复处理后,转换效率相对衰减分别为1.12%和0.69%,对应voc、isc和ff相对衰减分别为-0.05%和0.06%、0.72%和0.23%、0.46%和0.40%;经过24h光衰后,转换效率相对衰减分别为1.74%和1.14%,对应voc、isc和ff相对衰减分别为-0.02%和-0.02%、0.96%和0.44%、0.81%和0.72%。由此可见,光恢复处理工艺可有效改善各种提效工艺的lid现象,具有普遍的适用性。
2.4perc电池光恢复
perc技术已经在量产中实现20%以上的转换效率,但是,电池片高达5%以上的光衰幅度,基本吞噬了高效结构带来的效率增益,如何解决其lid问题是产业化推进不可回避的问题。实验电池均采用perc工艺[11]制备,电参数在光衰后恢复和制备后的直接恢复过程中的变化趋势如图7所示。两组电池片初始转换效率分别为20.25%和20.17%,对应voc、isc和ff分别为659.04和657.73mv、9.31和9.32a、78.87%和78.65%。第一组电池片经过24h光衰处理后,转换效率相对衰减为5.21%,对应voc、isc和ff相对衰减分别为2.12%、2.23%和0.95%;经过恢复处理后,四个关键电学参数已基本恢复至初始值;再经过24h光衰处理后,转换效率相对衰减仅为0.78%。第二组电池片在经过光恢复处理后,转换效率基本与初始值持平,进行24h光衰后,效率相对衰减仅为0.03%,继续进行24h光衰,效率相对衰减也仅为0.22%。由此可见,经过光恢复处理的电池片光衰大幅度下降;同时,由于背面钝化层提供了丰富的氢含量,用于体硅内硼氧复合中心钝化,perc电池恢复效果要比常规电池更好,具体的反应机理在进一步的研究当中。
电池光衰前后和光恢复前后的量子效率变化如图8所示,由于光衰导致的长波响应下降在恢复处理后,基本完全恢复。
3、结论
本工作通过光照的方式实现对掺硼p型晶硅电池lid的控制,极大抑制和改善了电池光衰幅度。结合产线提效方案,具体讨论了用于提高电池可靠性和转化效率的pecvd镀膜工艺、背抛光工艺和perc高效结构的光衰和光恢复现象。针对光衰电池恢复和电池直接恢复过程进行了对比研究,结果表明电池片制备完成后,直接进行光辐照就可进行抑制光衰的处理工艺;在合适的工艺条件下,直接进行光恢复处理比光衰后恢复可获得更好的效果。对于常规铝背场电池,光衰幅度从2.0%以上,最优可降至1.0%以内;对于perc结构,光衰幅度更是从5.0%以上,最优可降至0.03%。perc高效结构优异的光衰恢复效果将极大推动掺硼p型perc结构的产业化推广应用。
陈健生1,董 方1,杨德仁2,包大新1,赵 锋1,傅晓敏1
1.横店集团东磁股份有限公司2.浙江大学硅材料国家重点实验室
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
4月24日,TrendForce集邦发布最新光伏产业链价格。硅料环节本周硅料价格:N型复投料主流成交价格为40元/KG,N型致密料的主流成交价格为38元/KG;N型颗粒硅主流成交价格为37元/KG。交易状况周内,多晶硅市场看跌情绪浓厚,下游拉晶厂对硅料报价接受程度有限,买涨不买跌逻辑,叠加后市需求减速,多晶硅
4月24日,InfoLinkConsulting公布最新光伏供应链价格情况。价格说明InfoLink公示价格时间区间主要为前周周四至本周周三正在执行和新签订的合约价格范围。现货价格主要参考超过100家厂商之资讯。主要取市场上最常成交的「众数」资料作为公示价格(并非加权平均值)、根据市场实际情况酌情调整。多晶硅美
根据TrendForce集邦咨询新能源研究中心4月23日最新报价,N型复投料主流成交价格下跌至40元/KG;N型致密料主流成交价格为38元/KG,跌幅为5%;N型颗粒硅报价从38元/KG掉落至37元/KG。本周N型182单晶硅片最新人民币价格大幅下跌,最新价格为1.1元/片;N型210单晶硅片人民币价格从1.5元/片下滑至1.45元/片
4月21日,钧达股份发布公告称,截至本公告出具之日,香港联交所上市委员会已举行上市聆讯,审议了公司本次发行上市的申请。根据本次发行上市的安排,公司按照有关规定在香港联交所网站刊登本次发行上市聆讯后资料集,该聆讯后资料集为公司根据香港联交所、香港证券及期货事务监察委员会的要求而刊发,
根据TrendForce集邦咨询新能源研究中心4月16日最新报价,N型复投料人民币价格为RMB41/KG,N型致密料人民币价格为RMB40/KG。N型颗粒硅人民币价格为RMB38/KG。非中国区多晶硅料美金价格有所变动,最新价格为US$18.7KG。N型182单晶硅片人民币最新价格掉落至RMB1.23/pc,较之前减少了1.6%。N型210单晶硅片
在固有印象中,光伏产业可谓“分工明确”,敏锐且灵活的民营企业主攻上游光伏制造,而资金与实力雄厚的央国企则驰骋下游光伏电站开发运营。然而,在“双碳”战略实施以及残酷的光伏去产能淘汰赛下,曾经的分界线愈加模糊,国资早已或主动或被动控股多家光伏组件企业。最近市场熟知的莫过于一道新能,于
4月17日,集邦新能源发布最新光伏产业链价格。硅料本周N型复投料主流成交价格为41元/KG,N型致密料的主流成交价格为40元/KG;N型颗粒硅主流成交价格为38元/KG。交易状况:周内交易略显疲惫,签单零星,下游延续优先消化库存为主,少数厂商采购亦以低价混包料为主,但拉晶厂亦不急于趁势压价,成本支撑
4月16日,InfoLink发布光伏产业链最新价格。价格说明Infolink公示价格时间区间主要为前周周四至本周周三正在执行和新签订的合约价格范围。现货价格主要参考超过100家厂商之资讯。主要取市场上最常成交的「众数」资料作为公示价格(并非加权平均值)、根据市场实际情况酌情调整。多晶硅美元价格,主要反应
根据TrendForce集邦咨询新能源研究中心4月16日最新报价,N型复投料主流成交价格为41元/KG;N型致密料主流成交价格为40元/KG;N型颗粒硅报价为38元/KG,企稳不变。本周N型182单晶硅片最新人民币价格下跌至1.23元/片;N型210单晶硅片人民币价格从1.55元/片下滑至1.5元/片,跌幅为3.23%;N型210R单晶硅片
北极星太阳能光伏网自外媒获悉,近日,印度光伏制造商WaareeEnergies宣布,计划将公司位于美国德克萨斯州布鲁克郡的光伏组件工厂年产能由1.6GW扩大至3.2GW,该决定已经获得公司董事会的批准。事实上,这并非WaareeEnergies在2025年首次光伏扩产动作。今年1月,该公司在印度西部古吉拉特邦建的5.4GW光伏
根据TrendForce集邦咨询新能源研究中心4月9日最新报价,N型复投料人民币价格为RMB41/KG,N型致密料人民币价格为RMB40/KG。N型颗粒硅人民币价格为RMB38/KG。非中国区多晶硅料美金价格保持在US$19KG。N型182单晶硅片人民币最新价格掉落至RMB1.25/pc,较之前减少了1.57%。N型210单晶硅片人民币价格为RMB1.
近日,高效稳定钙钛矿太阳电池量产核心装备创新企业——凯伏绿能(西安)光电有限公司(以下简称“凯伏光电”)宣布完成天使轮融资。本轮融资由中科创星领投,西安人才基金跟投。融资资金将主要用于加速“钙钛矿膜抽气结晶器”核心产品的产业化,攻克大面积钙钛矿薄膜制造流程中溶剂挥发不均匀不彻底、
4月21日,全球知名知识产权综合信息服务提供商IPRdaily发布了《全球太阳能电池及组件发明专利排行榜(TOP50)》《全球钙钛矿太阳能电池发明专利排行榜(TOP30)》和《全球TOPCon太阳能电池发明专利排行榜(TOP30)》三大榜单。其中,在全球钙钛矿专利布局前三的企业中,天合光能作为唯一的中国企业,以
近日,PV-Tech发布的2025年第一季度组件制造商可融资性评级出炉,隆基连续第21次荣膺AAA最高评级。连续21次获得AAA评级,不仅是隆基在技术创新、产品价值、经营水平等多维度卓越表现的有力证明,还凸显了权威机构对隆基企业实力和发展潜力的信心。实力加冕PV-Tech可融资性评级体系是业内权威的分析工具
4月18日,北极星太阳能光伏网发布一周要闻回顾(2025年4月14日-4月18日)。政策篇广西、重庆、广东、江苏……6地工商业分布式光伏上网比例敲定日前,广西、重庆就分布式光伏发电开发建设管理实施细则征求意见。据北极星统计,截至目前,已有6个省区市出台相关文件,对分布式光伏上网电量比例作出规定。
4月16日,江苏省科学技术厅、江苏省财政厅联合印发《2025年度省科技重大专项项目指南》及组织申报项目的通知。通知指出,集中攻关新一代光伏高效率太阳电池、新型大功率海上风电机组及核心部件技术,研发示范一批海上和陆上可再生能源新型系统技术,锻造产业链上的器件、装备、系统、软件、测试等关键
近日,隆基电池研发再次取得重大突破。经美国国家可再生能源实验室(NREL)认证,隆基自主研发的晶硅-钙钛矿两端叠层太阳电池转换效率达到34.85%,再次刷新晶硅-钙钛矿叠层电池效率世界纪录。晶硅-钙钛矿叠层太阳电池作为下一代超高效太阳电池的主流技术路线,其理论极限效率高达43%,远超单结太阳电池的
4月11日,隆基在安徽芜湖基地宣布:经德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)权威认证,其自主研发的杂化背接触晶硅太阳电池HIBC(HybridInterdigitated-Back-Contact)光电转换效率达到27.81%,将单结晶硅光伏电池的极限探索推向新高度。2022年11月,隆基创造了26.81%的晶硅电池转换效率世界纪录;2024年5月,隆
今日,位于天合光能的光伏科学与技术全国重点实验室宣布钙钛矿晶体硅叠层技术再破纪录,其自主研发的210mm大面积钙钛矿/晶体硅两端叠层太阳电池,经德国夫琅禾费太阳能研究所下属的检测实验室(FraunhoferISE,CalLab)第三方独立认证,最高电池效率达到31.1%,不仅创造了大面积叠层太阳电池效率新的世
3月23日,位于天合光能的光伏科学与技术全国重点实验室再次宣布,其研发的210大尺寸钙钛矿/晶体硅两端叠层电池组件(面积3.1m2),经过TüV南德意志集团(TüVSüD)测试实验室认证,峰值功率达808W,成为全球首块功率突破800W门槛的工业标准尺寸光伏组件产品,创造了新的世界纪录,在钙钛矿/晶体硅叠层
2025年3月12日下午,一道新能董事长、总裁刘勇先生一行拜访中核新能源,与中核新能源党委书记、董事长张焰先生展开会谈。中核新能源科技创新中心主任王凯先生、电力营销中心主任王海洋女士、投资发展部副主任徐庆超先生、工程管理部副主任张帆先生、商务采购部副主任葛海华先生;一道新能高级副总裁黄
3月3日上午,出席十四届全国人大三次会议的全国人大代表、天合光能董事长兼CEO高纪凡,肩负着江苏人民和光伏行业的信任与重托,在春天里启程,乘坐“复兴号”列车赴京,向大会报到。一年来,高纪凡牢记总书记的嘱托,实现了光伏科学与技术全国重点实验室的跃升。实验室新大楼于去年7月启用,面积扩大了
近日,正泰新能与秘鲁领先的可再生能源企业INSOELECSOLAR携手推进的3.2MW光伏项目正式投入运营。该项目位于秘鲁伊卡市的Agrolatina工厂,距离首都利马仅数小时车程。该项目不仅为当地葡萄种植产业注入绿色动能,更以高效光伏技术推动区域可持续发展。项目采用5080块正泰新能自主研发的ASTRON5系列组件
近日,扬州举行钙钛矿产业专题招商会,扬州开发区钙钛矿创新中心现场揭牌。报道中介绍,专题招商会现场8个项目集中签约,总投资约17亿元。8个项目中,产业类项目4个,科创类项目4个,项目签约,标志着扬州开发区在钙钛矿产业领域又迈出了坚实的一步,也为产业的发展注入了新的活力。据悉,本次活动签约
4月21日,钧达股份发布公告称,截至本公告出具之日,香港联交所上市委员会已举行上市聆讯,审议了公司本次发行上市的申请。根据本次发行上市的安排,公司按照有关规定在香港联交所网站刊登本次发行上市聆讯后资料集,该聆讯后资料集为公司根据香港联交所、香港证券及期货事务监察委员会的要求而刊发,
4月21日,全球知名知识产权综合信息服务提供商IPRdaily发布了《全球太阳能电池及组件发明专利排行榜(TOP50)》《全球钙钛矿太阳能电池发明专利排行榜(TOP30)》和《全球TOPCon太阳能电池发明专利排行榜(TOP30)》三大榜单。其中,在全球钙钛矿专利布局前三的企业中,天合光能作为唯一的中国企业,以
4月16日,由中国光伏行业协会指导、晶澳科技主办的沙戈荒专场论坛暨光伏极限挑战团「极境寻光」之旅第二站盛大启幕。继漠河“极寒攻坚”后,本次活动直接跨越至中国排名第四的沙漠#x2014;#x2014;浩瀚壮丽的腾格里,开展“大漠平沙”。政企领导、权威专家、合作伙伴及行业媒体齐聚于此,共同探讨沙漠光
绿色工厂拔地而起,新能源汽车等产业加速布局……作为海南自贸港的重要窗口,海口国家高新区大力培育以绿色为底色的新质生产力,降碳、减污、扩绿与经济增长协同推进,展现出绿色发展新气象。绿色园区建设引领发展2023年12月,海口国家高新区成功入选生态环境部首批城市和产业园区减污降碳协同创新试点
宁夏银川,素有“塞上江南”之称,独特的地理环境使其成为光伏技术极限性能的试金石。这里光照资源丰富,但严苛的环境条件——夏季组件表面温度高达65℃以上、年均80多天的沙尘天气以及昼夜极端温差——对光伏组件的性能和可靠性提出了极高要求。在这一背景下,异质结技术凭借其卓越的发电性能、更低的
4月7日,海南省发展和改革委员会发布关于我省申报第五批能源领域首台(套)重大技术装备推荐名单的补充公示。原文如下:海南省发展和改革委员会关于我省申报第五批能源领域首台(套)重大技术装备推荐名单的补充公示各有关单位:根据《国家能源局综合司关于组织开展第五批能源领域首台(套)重大技术装
长期以来,美国利用专利诉讼作为外交策略的一部分,频繁对中国高新科技企业施加压力,这一行为已成为其对华策略中的常态。在中国知识产权研究会与国家海外知识产权纠纷应对指导中心联合发布的《2024中国企业海外知识产权纠纷调查》报告中显示,中国企业海外专利诉讼近九成集中在美国,而中国企业在美国
2025年3月24日,威力传动与金风科技在塞上湖城银川隆重举行屋顶分布式光伏项目签约仪式。这一合作不仅是双方深化战略协同的重要里程碑,更是两家致力新能源发展的上市企业,积极响应国家“双碳”目标、践行金风科技“双百”零碳使命的生动实践。此次签约的20MW屋顶分布式光伏项目,是银川市单体在建最
3月29日,西藏已建最大光储发电项目—华能加娃一期光储电站并网发电。该项目位于山南市曲松县,装机规模250兆瓦,配置50兆瓦/200兆瓦时储能系统,能在夜间连续4小时累计输出20万千瓦时电量,可有效提升当地电力供应能力。该项目投产后年均发电量约3.7亿千瓦时,每年可节约标煤约11.15万吨,减少二氧化
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!