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PERC正在成为太阳电池新一代常规技术,金属化浆料有哪些机遇和挑战?

放大字体  缩小字体 光伏产业网讯 发布日期:2018-03-02  来源:光伏前沿  浏览次数:826
核心提示:2月28日,隆基乐叶在日本国际太阳能光伏展览会PVEXPO上召开新闻发布会,正式对外宣布,经中国国家太阳能光伏产品质量监督检验中心(CPVT)测试认证,其单晶PERC电池转化效率最高已达到23.6%,成为新世界纪录保持者。
   2月28日,隆基乐叶在日本国际太阳能光伏展览会PVEXPO上召开新闻发布会,正式对外宣布,经中国国家太阳能光伏产品质量监督检验中心(CPVT)测试认证,其单晶PERC电池转化效率最高已达到23.6%,成为新世界纪录保持者。
  
  不断刷新的PERC电池效率纪录
  
  PERC(PassivatedEmitterandRearCell)电池通过使用背面钝化技术,降低背表面复合,并增强光线在硅基的内部反射,是一种可以有效地提高电池片效率的高效电池结构。光伏产业对PERC技术的积极投入,使得PERC电池效率持续攀升。
  
  近半年来,PERC电池转换效率的世界纪录被不断刷新,展现了PERC强大的生命力。
  
  ●2017年10月2日,晶科能源宣布其研发的实用面积(245.83平方厘米)P型多晶PERC电池转换效率高达22.04%,创造新的世界纪录;
  
  ●2017年10月17日,隆基乐叶宣布,经德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所测试认证,其单晶PERC电池光电转换效率达到22.71%,创下新的PERC电池世界纪录;
  
  ●2017年10月26日,晶科能源宣布,经中科院检测实验室验证,其研发的P型单晶PERC电池转换效率高达22.78%,创造新的世界纪录;
  
  ●2017年10月27日,隆基乐叶宣布,收到国家太阳能光伏产品质量监督检验中心(CPVT)测试报告,报告显示其单晶PERC电池转换效率最高水平达到23.26%,创造了里程碑式的最新世界纪录;
  
  ●2017年11月8日,晶科能源宣布,经中国科学院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心认证,其P型单晶PERC多栅电池效率达到23.45%,再次打破P型单晶电池效率的世界纪录;
  
  ●2018年2月28日,隆基乐叶宣布,经中国国家太阳能光伏产品质量监督检验中心(CPVT)测试认证,其单晶PERC电池转化效率最高已达到23.6%,再次成为新世界纪录保持者。
  
  金属化浆料助力PERC电池效率提升
  
  业内人士表示,量产型PERC电池的效率有望突破24%,可见PERC电池转换效率仍有进一步突破的空间。导电浆料是电池效率提升的关键材料,由于PERC电池的背面结构不同于常规晶硅电池结构,对于金属化浆料背面铝浆、背面银浆和正面银浆提出了新的挑战。
  
  良好的背面钝化可有效增加PERC电池光的内部反射提高晶硅太阳能电池在长波的响应,还能有效降低背表面复合速率、提高少子寿命。PERC电池对背面铝浆基本要求如下:(1)开膜处填充效果良好(2)对介质膜的损伤适中(3)连续的、均匀的、厚度合适的局部铝背场(LBSF)(4)良好的可靠性(附着性、EL、耐老化性能等)。
  
  PERC电池背面银浆除需具备传统晶硅电池背银所必需的特性:良好的印刷性能和较低的银含量之外,还应当具备如下几条要素:(1)低活性,非接触的背面银浆可以降低对电池背面钝化层的损伤,从而提高电池片开路电压;(2)较宽的工艺窗口,适应低温烧结工艺;(3)优秀的附着力及老化附着力。
  
  对于PERC电池正面银浆而言,为了配合PERC技术获得更高的转换效率,除了提高接触性能,细线印刷降低栅线遮光面积等常规性能之外,还需要能够叠加双次印刷,分布印刷,多主栅技术等。同时,为了帮助PERC电池降低光致衰减效应,还要求PERC正银拥有宽的烧结工艺窗口,能够适应低温烧结。
  
  据悉,晶科能源和隆基乐叶借助贺利氏光伏的高性能银浆,多次刷新了PERC电池效率的世界记录。
  
  双面PERC电池对铝浆提出了新的挑战
  
  PERC是最简单和最具成本效益的双面结构。PERC双面电池制造的常用技术是在PERC单面电池的基础上,改变PERC电池的印刷工艺,背面由全铝层改为局部铝层,因此背面的入射光可由未被铝层遮挡的区域进入电池,从而实现双面光电转换功能。
 
  PERC正在成为太阳电池新一代常规技术,金属化浆料有哪些机遇和挑战?
 
  单面PERC电池与双面PERC电池结构
  
  可见,双面PERC技术对背面铝浆和金属化提出了一些特殊工艺要求:(1)背面印刷精度较单面PERC电池的要求略高;(2)背面需丝网印刷铝栅线,对铝浆提出了更高的要求。
  
  双面PERC电池背面采用铝栅线设计,可以有效降低局域接触空洞。对改善局域铝背场均匀性从而提升电池开路电压有帮助。双面PERC铝浆的关键技术如下:(1)铝栅线烧结后需具有一定的高宽比,可以增加光照面积,有利于收集更多的光生电流,提升PERC电池背面转换效率(2)具备良好接触处局域填充效果及厚度适合的铝背场,以减小体电阻率。
  
  双面PERC电池在几乎不增加成本的情况下实现双面发电,显著地降低了光伏系统的度电成本,极大地增强了PERC技术的竞争力与未来发展潜力。天合、隆基乐叶、晶澳、爱旭等多家制造商均推出了双面PERC产品,预计双面PERC将成为PERC电池后续发展的重要路线。
  
  PERC技术正在成为太阳电池新一代的常规技术
  
  制造工艺的成熟和较低的资本投入使PERC电池产能易于扩张,加上下游市场对高功率组件的需求,光伏行业积极扩张PERC电池产能。2017年全球太阳电池产能约125GW,其中PERC电池产能达35GW。2018年新建或升级的P型晶硅太阳电池产线,基本都将采用PERC技术。可见PERC技术正在成为太阳电池新一代的常规技术。
  
  目前,单晶PERC电池的量产效率可以达21.5%,叠加黑硅的多晶PERC电池的量产效率可达20.5%,各大厂商仍在不断致力于PERC电池量产效率的提升。通过与多主栅、选择性发射极和TOPCon等技术的叠加,以及对浆料及金属化等可量产化的技术手段的不断优化,PERC单晶与多晶电池量产效率近期将普遍超过22%和21%,竞争力得到进一步提升,并为适用于PERC工艺的正面银浆、背面铝浆和背面银浆带来巨大的市场机遇。
 
 
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