创新项目名称：>20%转换效率多晶硅电池的研发及产业化

 

　　申报单位：晶澳太阳能控股有限公司

　　创新项目概述：

　　在最近几年里，为解决多晶电池的能量转换效率相对于单晶电池较低的问题，晶澳太阳能不断努力创新，通过改善多晶硅铸锭技术，开发新的电池结构及其制作技术和工艺，利用提高多晶硅片的质量，减小受光表面的反射从而增加电池对太阳光的吸收，增强电池背面钝化减少光生载流子在表面复合的方法，使得多晶电池的转换效率逐步提高，达到>20%平均转换效率。晶澳在对硅片基体、电池正面和背面结构进行优化处理，成功实现大于20%平均效率高效多晶电池的开发和产业化。

　　创新点及创新性：

　　高效多晶硅铸锭技术

　　硅片是太阳能电池制备的原材料，所以硅片的晶体品质是决定电池性能的关键因素。传统铸锭多晶硅在具有大量晶界的同时，晶体中还存在高密度位错等缺陷，严重影响晶体内少数载流子的寿命，影响电池转换效率。这也是造成多晶硅与单晶硅电池转换效率差异的关键原因之一。与传统多晶硅片相比，高效多晶硅片中的不同晶粒具有类似的形状、尺寸较小且均匀。高效多晶硅的这种晶粒结构有助于改善晶体中的位错分布，其总体位错密度较传统多晶硅下降约一个数量级，基本保持在104cm-2，而且呈现分散的分布。与传统多晶相比，很少有高密度位错聚集区。缺陷密度的降低及其分布的改善使得晶体的少数载流子的有效寿命得到明显提升。高效多晶硅的品质提升是多晶硅片质量的一个重要突破。

　　多晶硅片表面陷光技术

　　由于晶体硅的折射率比较大，如不对硅表面进行处理，在晶体硅能带之上所能吸收的阳光有30%左右会被反射回到空气中。因此，增加晶体硅光吸收是提升电池转换效率的必要途径。利用化学刻蚀的方法在硅表面上制作绒面进行陷光是增加晶体硅光吸收的主要手段之一。与利用碱性溶液制绒在单晶硅表面上形成金字塔绒面结构相比（有效反射率可降至12-14%左右），采用酸性溶液制绒获得的多晶硅表面的陷光效果较差，有效反射率只能降至24%左右。这个多晶硅表面反射高的劣势成为制约电池效率的因素之一。

　　制绒工艺制备的均匀纳米陷光结构可以有效地解决金刚线切多晶硅片的制绒问题，采用该技术可消除金刚线切多晶硅片表面带来的绒面差异，不但能获得与砂浆线切多晶硅电池一致的转换效率，更并能使电池表面的颜色看上去更均匀。于此同时有助于实现金刚线切技术在多晶硅中的应用，为高效率多晶硅电池产品的成本下降提供空间。

　　背钝化局部电接触技术

　　长期以来，背钝化局部接触电池技术一直被认为是晶硅电池，尤其是p-型晶硅电池，能够达到高转换效率的发展方向之一。这项技术的关键是在传统的太阳能电池背表面实现背钝化和局部电接触。当硅太阳能电池的背面有氧化物或氧化物/氮化物叠层介质膜覆盖进行钝化，以及金属电极与硅表面之间的接触面积从常规电池近100%降低至几个百分点，光生载流子在硅背表面的复合被大幅度抑制，导致电池的光谱响应在长波段的明显增强，使电池的短路电流得到提高。同时电池的开路电压也由于短路电流的增加以及背表面的复合的大幅下降而明显提高。

　　应用前景：

　　为了能够更有效地利用太阳能直接发电，逐步减低人类对传统化石能源的依赖，同时满足全世界对能源日益增加的需求，光伏产业将始终面临不断提高转换效率和降低发电成本的挑战。持续的技术创新和产品性能改善是接受和对应这一挑战的唯一途径。现阶段国内光伏发电成本（?/kWh）依然高出火力发电上网电价50%左右，如果要到达2020年平价上网的预定目标，需要每年整体降低度电成本10%左右。这需要光伏企业进行高质量高水平的创新，在控制成本的前提下，有效的提升光伏产品的能量转换效率。

　　创新项目负责人发表言论：

　　晶澳太阳能将提高产品品质及不断技术创新作为公司的立足之本，始终贯彻高可靠性、高转换效率和高电力产出的差异化产品策略，从而为客户提供高品质、高性能的光伏产品，给客户带来更多的收益。晶澳太阳能的创新主要体现在对光伏产品品质和技术提升的不懈追求上。晶澳经过十年健康快速发展，已成为全球光伏产品品质与核心技术的领导者。