王文静
发布时间：2017-04-05    编辑：luolei   
本文摘要：近期国内PERC太阳电池正在大规模上生产线，虽然该技术在设备和原材料等方面已经日渐成熟，但是无论在单晶还是多晶为衬底的PERC电池方面皆存在一些技术问题，主要分为四个方面

中国科学院电工研究所太阳电池技术实验室主任王文静先生
　　近期国内PERC太阳电池正在大规模上生产线，虽然该技术在设备和原材料等方面已经日渐成熟，但是无论在单晶还是多晶为衬底的PERC电池方面皆存在一些技术问题，主要分为四个方面：
 
　　一是单晶PERC电池的光衰（LID）问题。单晶衬底的PERC电池要比传统铝背场的单晶硅太阳电池的光致衰减大很多，其衰减机理可以分为两类，首先是与硼氧对有关的衰减，其二是与铁硼对相关的衰减。由于硅料纯度提高，铁含量较前几年已经大大下降了，因此铁硼对分解导致的衰减机理已经减弱很多了。但是单晶硅片中的氧含量仍旧没有降低，因此由硼氧对的产生而造成的光致衰减没有下降。目前国内外已经找到了一种抑制这种衰减的机理和方法，就是使用光照加退火的双重作用使得钝化膜中的氢原子进入硅体内与硼氧对结合成新的复合体，这种复合体不捕获少子，从而起到钝化作用。由于这种技术的大规模应用，使得单晶PERC电池的光致衰减效应基本解决。因此可以说，单晶硅PERC电池的大规模量产已经成熟了。
 
　　二是多晶PERC电池的热辅助光衰（LeTID）问题。多晶PERC电池存在一种新型的热辅助光衰现象，即在光照的同时对电池加热，可以增强光衰的幅度。这里有两个基本点，其一是在辐照的同时要需要加温；其二是在较长时间的辐照下才能显现出光衰现象，也即不存在短期辐照后进入饱和的现象。这种LeTID衰减对多晶硅衬底的PERC电池较单晶硅衬底PERC电池严重得多。目前世界上还没有公开报道其形成机理，因此也就没有很确定的治理工艺。但是从近年的研究可以归纳出一些规律：
 
　　a)多晶衬底较单晶衬底的PERC电池的LeTID光衰严重很多。
 
　　b)与硼氧对关系不大，即对于掺镓的多晶衬底也存在这种光衰现象。
 
　　c)此种光衰与表面钝化状态无关，而与体材料有关。
 
　　d)LeTID光衰会恢复，但是恢复时间很长，在有些条件下甚至要恢复十几年。
 
　　目前国内外大量公司及研究机构都对此问题加紧研究，已经提出了一些方案，包括：吸杂退火技术、高温结合高强度辐照技术等，但是这些技术仍没有进入大规模量产的试验阶段。因此，多晶硅衬底PERC电池仍没有成熟到大规模量产的阶段。
 
　　三是PERC电池钝化膜的损伤影响成品率。目前有企业反映在大规模生产单晶PERC电池时，发现许多组件在EL影像中出现大量划痕，由此影响了成品率的提高。其产生原因主要有以下几方面：在PER电池制备工程中，难免存在局部划伤痕迹，对于背表面非常好的钝化膜来说，这种划伤痕迹使得背表面复合速率出现局部下降，虽然这些划痕可能并不影响整体效率，但从EL照片来看会出现划痕阴影，被归为次品，有些企业出现这种因划伤而造成的EL次品会达到20%～30%。划痕产生的原因与在工艺过程中蹭片，工人操作手法，操作工序等有关，较难避免。对于这种问题，相关企业应该与市场端应该共同协商出新的标准。
 
　　四是目前通用的PERC电池工艺面临着新开发的更加低成本的技术的竞争威胁。目前大量企业改造或直接购置PERC电池生产线，主要是采用PECVD或ALD加PECVD制备背表面的钝化膜，再采用激光开接触窗口的工艺，设备投资较大，100MWPERC电池生产线较传统的AL-BSF电池生产线增加约2000万左右的投资。但是目前有一些企业正在开发使用丝网印刷加烧结的廉价技术代替上述两种昂贵技术的新型工艺方案。
 
　　因此，我们认为，目前单晶PERC电池的工艺技术已经成熟，而多晶PERC电池的工艺技术仍未成熟，企业应慎重选择。其次，PERC电池的工艺技术仍在发展中，建议中国的企业要逐渐的增加产量，拉开上线时间，从而为未来的技术升级留出足够的时间与资金。
 

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