近日,工信部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運(yùn)輸部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國(guó)家能源局、國(guó)務(wù)院扶貧辦聯(lián)合印發(fā)《智能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2018—2020年)》,此舉明確了今后光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向,將加速我國(guó)從“光伏大國(guó)”向“光伏強(qiáng)國(guó)”邁進(jìn)。
太陽(yáng)電池制造是產(chǎn)業(yè)中最重要的一環(huán),對(duì)于太陽(yáng)電池制造商來(lái)說(shuō),增效降本始終是其追求的目標(biāo)。如何從技術(shù)角度提高太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率,是在電池生產(chǎn)中不斷探求解決方案的過(guò)程。
當(dāng)前,PERC太陽(yáng)電池量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到21.5%,主要得益于其背表面優(yōu)異的鈍化效果(氧化鋁或氧化硅薄膜等)。對(duì)于其下一步提效方向,即降低正表面復(fù)合速率,其中SE結(jié)構(gòu)(Selective Emitter)是達(dá)到此效果的重要技術(shù)。目前,實(shí)現(xiàn)SE結(jié)構(gòu)的技術(shù)手段包括: 掩膜法、印刷磷源法、激光方式、硅墨技術(shù)、反蝕法等。對(duì)于PERC電池產(chǎn)線而言,激光PSG摻雜技術(shù)工藝過(guò)程最為簡(jiǎn)單,工藝流程中只需增加激光摻雜一個(gè)步驟;從設(shè)備上說(shuō),也只需增加摻雜用激光設(shè)備即可,與常規(guī)產(chǎn)線兼容性強(qiáng),是行業(yè)研究熱點(diǎn)。因此,PERC太陽(yáng)電池疊加激光SE技術(shù),成為當(dāng)下各家光伏大廠提效的主要手段。
激光摻雜技術(shù)原理:
激光摻雜技術(shù)是在金屬柵線(電極)與硅片接觸部分進(jìn)行重?fù)诫s,而電極以外位置保持輕摻雜(低濃度摻雜)。通過(guò)熱擴(kuò)散方式,在硅片表面進(jìn)行預(yù)擴(kuò)散,形成輕摻雜;同時(shí)表面PSG作為局部激光重?fù)诫s源,通過(guò)激光局部熱效應(yīng),PSG中磷原子二次快速擴(kuò)散至硅片內(nèi)部,形成局部重?fù)诫s區(qū)。配合激光高精度圖形化,可實(shí)現(xiàn)與后續(xù)絲網(wǎng)印刷完美套印效果。
激光摻雜示意圖(圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))
激光局部摻雜即SE技術(shù),主要有以下優(yōu)勢(shì):
1)降低太陽(yáng)電池串聯(lián)電阻,提升FF;
2)減少表面復(fù)合,提高表面鈍化效果;
3)表面低濃度擴(kuò)散,提高了電池短波響應(yīng),提高短路電流和開路電壓。
① 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)電池 ② SE結(jié)構(gòu)電池 激光摻雜的優(yōu)點(diǎn):
1)僅需激光圖形化一步即可完成,工藝流程簡(jiǎn)單;
2)局部激光熱效應(yīng),最大限度降低高溫對(duì)硅本體熱損傷;
3)激光加工過(guò)程簡(jiǎn)單、無(wú)需化學(xué)處理,無(wú)污染。