这里我讲讲可产业化的高效电池技术及现状，主要介绍高效电池技术等方面的内容。如果我们做产业化的高效电池，有两个基本条件，一个是高效率，另一个是低成本。如果这么做基本技术在那里？表面钝化技术是非常重要的环节，另外是电池结构包括PERC、PERT、PERL等电池。上午天合的冯博士也说到这了，现在可产业化的高效电池就是两种结构，一种是赵建华博士在1988年提出的PERC和PERL电池，PERL电池已经达到25%的效率。还有一种是异质结电池，破了25%的效率之后也是非常热，达到了25.6%的效率，英文简称BJBC电池。所以现在看，BJBC可以是同质结也可以是异质结，这是一个非常重要的里程碑，但是对于可产业化来说，目前在这种技术在产业化上都遇到了一个成本非常高的问题，我觉得是我们努力的方向，但是如果真正把成本降下来，做到目前的可以大规模产业和的程度，还得至少三、五年的时间。

 

　　如果做可产业化的技术，目前有PERC和IBC两种技术，前者成本低一些，比普通电池高10%左右，大家能接受。产业化的技术可分为小于21%的效率和大于21%效率技术。PERC电池效率小于21%，这种技术通常是P型硅电池，使用了发射极高方阻技术，这个技术能够使前面发射极的钝化效果非常好，上午看杜邦的讲演浆料可以在90欧姆/Sq方阻的发射极上做电极，实际上他们两年之后能做到110欧姆/Sq。如果说前表面方阻能做到100欧姆/Sq以上，前我个人认为前表面发射极技术基本上没有太大的改进空间了，为什么电池前表面选择性发射极技术这些年大家基都不做了？发射极方阻本身都做到100欧姆/Sq以上了，这种技术的优势也基本上丧失掉了。

 

　　前表面做好了之后，电池效率的提升主要是背面钝化。现在大家做的PERC结构或者叫点接触结构，这方面应该说最容易产业的，当然还有接触点有高掺杂的，这就是PERL电池结构，这种工艺相对复杂一点。现在激光的技术的快速发展，还有三氧化二铝的钝化，背面局域接触的PERC电池从工艺、技术上非常成熟了。但是像我上午说得，赵博士在26年前提出来的PERC电池结构，走了20多年才走到产业化，从概念提出到真正的产业化也是非常不容易的过程。

 

　　如果电池效率高于21%，这时候低成本产业化P型硅PERC目前看很难达到，所以要用一些新的电池结构，像天合做的IBC电池。目前尽管天合比Sunpower成本低了很多，总体来说比目前的普通电池成本高一倍以上，这方面，低成本化还是大家需要努力的。另外还有HIT电池。HIT电池的效率一般都在22%左右，我下面还要讲，HIT电池看起来结构非常简单，但实际上制备工艺是一种非常精密的异质界面控制技术，这种技术工艺窗口很窄，搞半导体集成电路的人有体会。我们要发展HIT电池技术需要做这种精密的界面控制，相对来说还是需要很大的努力。

 

　　“十三五”支持我国大规模晶体硅电池效率达到23%，所以说IBC电池、HIT电池是发展的方向。钝化技术要达到这么高的效率水平，实际上有两个基本技术，一个是钝化技术，现在三氧化二铝钝化是非常好的，过去钝化使用ALD技术，比较复杂的设备，也比较贵，现在出现了等用离子体三氧化二铝钝化，产业化比较便宜。还有一个重要的技术是结形成技术，N型硅电池是一个方向，但是需要硼扩散形成发射极，扩散温度高。刚才48所介绍了减压扩散是比较好的方向，它的装片量和扩散均匀性都比较好。第二是离子注入技术，它形成的PN结非常均匀。还有两种比较简单的N型硅电池PN结制备技术，一种是铝浆烧结，先丝网印刷铝浆，通过烧结形成了一种PN结，电池效率能够接近20%的效率，工艺简单，所以大家做的热情比较高。还有一个就是硼磷共扩散技术，效率可以达到21%。

 

　　为什么说目前的技术，表面背面钝化是关键技术，我们看三个图来表明。如果我们做成高效的话，正面我们现在先不管，我们认为方阻可以达到90欧姆/Sq以上，蓝光的量子效率应该没什么大问题。对于背表面，我们看这几个图，第一个，我们看电池的厚度，目前大概180个微米左右，将来肯定是向薄的方向发展。如果薄的话，背面复合率会增加，所以我们的背钝化技术要做好，否则很难把电池的厚度做薄了。下面这个图，我们看它是一个在不同背面复合速率和衬底扩散长度以及短路电流的关系。目前做的比较好的PERC电池或者IBC电池，短路电流都在39mA/cm2左右。如果把效率再提上去得做到40mA/cm2以上，一般产业化如果电池效率往上做的话第一种方法是提高扩散长度。按目前材料质量来说潜力也不太大，就是说P型硅少子寿命能做到100个微秒、N型能做毫秒级已经不错了，所以唯一来降低他的背面复合速率，如果降低复合速率电流就会涨上去。所以从这个角度看，如果材料质量上不去的话，提高电池效率的唯一方法就在背面钝化上做文章。那么钝化技术怎么做？目前对于N型硅来说，基本上是三氧化二铝，但也有用二氧化硅的，二氧化硅涨起来需要一些高温过程，因为用等离子体沉积的质量要差一些。三氧化二铝有两种，一种是用ALD（原子层外延技术）来源于半导体的技术。还有一种是用等离子增强气相沉积的。

 

　　我个人的观点因为ALD技术确实它的沉积薄膜质量比较好，因为这一个半导体器件用的技术，从目前看这种技术设备要贵些。等离子体技术专门面向光伏的，这种可以有大的批量，如果这种能成熟，在三氧化二铝的大规模应用上和低成本应用上是非常好的方向。

 

　　我们看几种电池技术，一种是PERC，再一种现在大家都说PERL技术。如果P型硅，要上20%的效率，最起码用这个PERC技术，因为PERL技术稍微复杂一点，普通N型硅电池有比较好的钝化也可能到20%的效率，所以大家做P型要做20%钝化技术，加入氧化铝钝化，用一个激光开孔就行了。现在PERC电池做的也比较多，特别是台湾，中国的一些厂也有产业化生产的，虽然量不是很大。天合的多晶硅电池世界纪录，应该是PERC技术做的，效率到了20.73%。单晶PERC电池我们可以做到21%的效率。通常认为用PERC技术在单晶上能提升效率绝对值一个百分点，多晶电池效率能够提高0.5-0.7，如果做P型PERC电池，一条线投资比普通线多1000多万。双面电池是比较好的技术路线，N型比较容易做双面电池，P型也可以，做起来相对麻烦一点，因为背面需要硼扩散。英利的熊猫是一种双面电池，现在英利的实验室水平可以到21%的效率，大规模生产N型电池效率超过了20%。双面电池要两次扩散，两次扩散可以有多种办法，比如共扩散和离子注入。

 

　　在异质结电池方面，日本的三洋做的比较好。他们现在进化成背面PN结了。还有赛昂公司的隧道结，隧道结也是一种变相的HIT，PN结面加了一个非常薄的二氧化硅，起个电子隧道的作用。从目前看HIT确实是高效的，大家看它的开路电压至少都是730mV以上，电流尽管在39mA/cm2左右，但是效率一下子就上去了。异质结的温度系数也很小，所以它在做成组件发电非常有优势。另外它对称的结构，可以做在非常薄的硅片上。

 

　　双面电池组件是非常好的技术方向，像英利的双面电池熊猫组件，双面电池组件确实在发电端非常有优势的，为什么这么说？它的前面和背面能够进光，这样无形中提高了CTM从电池到组件的功率。我们的实验表明，安装在草地上，草地因为不怎么反光，和常规的组件比提高3%的发电量，如果在沙地和常规的水泥屋顶，大概组件发电量超额在10%左右，如果在雪地上发电量能提高20%以上。这样折合一下，如果280W的普通的组件，发电量提高5%，折合组件功率就到了294W。一般提高发电量都在10%，所以折合组件功率就到了308W。如果用单面发电来做，308W的60片电池的组件需要电池效率在22%左右。要把电池效率提高到22%，从成本上来说增加了很多，但是你用双面组件，同样的功率电池效率在20%左右。

 

　　我个人认为双面组件是一个好的方向，特别是做长寿命组件，因为两层玻璃封装的组件比背板封装组件具备一个长时间抗老化能力，有能力把目前组件的效率从25年提高到30年，使光伏系统的成本降低15%左右。所以从这方面来说，我们现在总在电池效率上做文章是非常难的，但在组件或者系统上做文章，最后的发电量增加也能使光伏发电成本的降低。