贾锐
发布时间：2017-04-05    编辑：luolei   
本文摘要：　对于多晶硅来说未来的发展空间有多大？我认为主要还是取决于两个方面，一个是效率效率提升的空间有多大，一个是是否具有良好的性价比。
中国科学院微电子研究所太阳电池及系统应用研究中心主任 贾锐先生
　　　　对于多晶硅来说未来的发展空间有多大？我认为主要还是取决于两个方面，一个是效率效率提升的空间有多大，一个是是否具有良好的性价比。
 
　　根据马丁科林教授提供数据，到目前为止多晶硅电池的世界冠军效率是21.3%。2017年2月份，德国研究所发表了一个21.9%多晶硅太阳电池效率数据。21.9%所采用的是N形多晶硅衬底，该电池面积是2厘米×2厘米，使用了TOPCON技术；电池具有良好的抗反射性能，该电池的研究得到德国MULTIOP项目的支持。21.9%的N型多晶硅太阳电池，诸多技术与单晶硅是池技术兼容，可以非常简单、有效的提升效率。
 
　　再来看看国内常规的Al背场多晶硅电池，这款传统的多晶硅电池的电流输运是准一维的输运。以这样的参数作模拟，可看到针对传统多晶硅电池，多晶硅衬底寿命、效率、质量会发生非常大的变化，但效率最敏感的是填充因子。如果在传统多晶硅电池背面做一个钝化，可以使近红外光的利用和电池的钝化得到很好的结合，就能让多晶硅电池在同等衬底少子寿命的情况下大幅提升效率。
 
　　传统Al背场多晶硅电池提升效率方面，由于高电阻率会降低填充因子FF，但传统AL-BSF的FF都很高，衬底少子寿命的增加并不能提升FF。SRH复合是影响传统AL-BSF效率的主要因素之一，我们看到就算完全消除衬底缺陷，效率提升也只有0.75%。虽然可以通过提升衬底质量来降低衬底的复合电流，但通过改变多晶衬底电阻率和提升衬底质量，很难大幅度降低复合电流，因为复合电流主要来自于背场BSF和发射极emitter，。但是随着增加效率的技术持续不断提升，特别是填充因子的提升，未来可以在电极结构上进行设计和优化，可以有效地提升多晶硅电池效率。
 
　　3总线（BB）、4BB和5BB多晶电池的电极结构方面，BB数目对串联电阻Rs、栅线电阻和效率有很大影响，BB越多FF越大，BB越多栅线电阻和串联电阻越小，BB的增加可以有效地提升效率。细栅高宽比对效率Eff和串联电阻s也有影响。利用中国科学院微电子研究所我们自己的黑硅电池数据(效率19.11%)，整个总线宽度4.5MM，栅线宽度60UM，栅线数量89根。经实验发现随着细栅的高宽比的增加，3BB、5BB的串联电阻明显降低，对应的效率明显提升。
 
　　n型多晶硅电池和p型多晶硅方面，日本索尼公司最早使用半绝缘多晶硅，，经过P形和N形掺杂，形成NPN或者NNP晶体管，发现半绝缘多晶硅具有明显的表面钝化作用，并形成了良好的异结质。P型和N型掺杂的SIPOS，作为发射极Emitter和背场BSF，其开路电压可以达到720mV，而复合电流小于40fA。
 
　　综上所述，多晶硅电池的效率提升还有巨大的空间。可以在黑硅陷光技术、前后表面金属化图形设计和金属化、前表面的发射极的形成及发射极的优化、背场的钝化、衬底杂质的去除和质量提升等方面，有着较大的提升空间。我们的计算表明，多晶硅效率通过各方面的优化,产业化平均效率可以达到21%以上。随着金刚线切割等技术的发展，多晶硅在未来3～5年之内，还将占据市场的主流地位。另外，n型多晶硅电池的出现也为p型多晶硅的可持续发展提供了一条新的途径。
 

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