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【2017PVCEC】高效N型電池技術(shù)研究及應(yīng)用|N型電池市場份額逐漸提升 2027年接近30%

2017-10-18 17:45:01 2017PVCEC 高效電池 N型電池  點擊量: 評論 (0)
2017年10月17日-19日,2017中國光伏大會暨展覽會(PVCEC2017)在北京隆重召開。在18日上午的創(chuàng)新劇場【新型電池&組件技術(shù)】論壇上英利能源(中國)有限公司總裁助理、技術(shù)中心總經(jīng)理史金超出席并做主題演講高效N型雙
2017年10月17日-19日,2017中國光伏大會暨展覽會(PVCEC2017)在北京隆重召開。在18日上午的創(chuàng)新劇場【新型電池&組件技術(shù)】論壇上英利能源(中國)有限公司總裁助理、技術(shù)中心總經(jīng)理史金超出席并做主題演講“高效N型雙面電池技術(shù)研究及應(yīng)用”。
 
 
以下為演講實錄:
 
史金超:謝謝邢博士介紹,大家好我是來自英利的史金超,今天我主要介紹一下英利在高效N型雙面電池方面所做的工作。
 
我報告的主要內(nèi)容分了四個部分,一個是說N型現(xiàn)在的趨勢,另外在N型熊貓電池方面做的兩個方向或者兩個結(jié)構(gòu)方面做的一些工作進展,第四個做一個小的總結(jié)。說一下N型的趨勢,這兩個圖可能是我們光伏的同志都挺熟悉的,這是在ITRPV上,對于未來在各種結(jié)構(gòu)的太陽能電池上面的預(yù)測,從左邊的表中大家可以看到在未來N型高效電池,主要集中在N型上面,所有大部分的效率就是N型要普遍高于P型的。第二個在N型市場的占有份額上,大家可以看出隨著時間的推移,N型電池市場的份額還是逐漸在提升,到2027年預(yù)測將近能夠接近到30%左右的份額。N型的趨勢從目前來看,一開始王文靜老師也介紹了不同N型電池結(jié)構(gòu),從目前來說N型主要發(fā)展的不同的結(jié)構(gòu),第一個是N-PERTt,另外兩個就是HJT,還有HBC的結(jié)構(gòu),世界上做的最高還是HBC這個,這是從技術(shù)路線上來說,另外一個從產(chǎn)業(yè)界來說,大家不僅做到高效的電池,更做到產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn),目前在產(chǎn)業(yè)化在N型上主要是三個,一個N-PERT,一個HGT,還有一個HBC。
 
英利在2009年著手進入N型熊貓電池的研發(fā),其實為什么叫熊貓呢?我們一開始在起名的時候想了想,我們是和幾個地方一塊合作研發(fā),發(fā)展聯(lián)盟,綜合起名為pand,正好和國產(chǎn)熊貓是一致的,當時為什么選擇N型N-PERT,第一個結(jié)構(gòu)比較簡單,第二個利于產(chǎn)業(yè)化,第三個成本低,和現(xiàn)在產(chǎn)線設(shè)備大部分都可以做兼容,大家知道HIT工藝流程和設(shè)備,現(xiàn)有大部分廠商設(shè)備可能很大一部分都會被體。另外它有雙面發(fā)電的優(yōu)勢,最終可以到客戶端,可以更好降低度電成本,另外是光衰減,熊貓電池一直在持續(xù)的研發(fā),在我們常規(guī)的熊貓上,我們也是對下一步的改進,在做一些分析,常規(guī)N型的N-PERT電池上,除了金屬化還有光效應(yīng)的損失以外,我們在負荷方面,對各種的負荷做了綜合的分析,從這個圖上可以看出,整體負荷,除了體內(nèi)的因為硅片造成的負荷以外,主要的損失還是在背上。從現(xiàn)在測試的和模擬看出來,背場大概25%,還有發(fā)射接觸大概占到了15%的接觸,也是基于這兩個方面的分析。我們也是做了兩方面新的研究方面的嘗試,第一個就是選擇性的背場,所以在選擇性背場方面進行了不同工藝的嘗試,從這里邊可以看左邊是它的工藝流程圖,我們嘗試了三種方式去進行它的選擇性背場的研究和制作,一種是激光的方式,一種用腐蝕的漿料把背面的高摻雜去腐蝕掉,第三用化學(xué)的方式刻蝕掉它,通過對比,在實驗中增益的程度也不一樣,最好的還是用化學(xué)反刻法做出SBF背場效率是最大的,大概能增益到0.4的效果,這是我們在做選擇背場大概的過程,第一步做了一層膜層,另外用化學(xué)腐蝕方法,第三個把膜層去掉,所以這個工藝流程可以和現(xiàn)有的流程結(jié)合起來,增加的東西并不是太多,成本增加也不是太多,還是容易集成到現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝流程上。
 
隨著背場刻蝕以后的方組,隨著方組腐蝕的增加,電池的短路電逐漸的提升,但是同時也帶來填充的下降,怎么去找這個平衡點,從我們目前整個的工藝流程匹配來說,在60方組的時候,在效率上達到了最優(yōu)的效果,除了反面的刻蝕以外,在選擇性背場,我們還有一個對準的問題,基于現(xiàn)有對準的精度,對選擇性背場背面眼膜的寬度做了研究,從300米微米一直到150微米,從現(xiàn)在最近得到的結(jié)果,大概是在200微米的時候,可以達到最好的效率值,因為這樣會兼顧到效率,開路電壓和短路電流的提升,還有填充,這樣綜合起來在200微米處會有特別好的效果。這是集成到產(chǎn)業(yè)以后做的選擇性背場的效果,從圖上的對比,在開路電壓和短路電流上,電池的效率大概在0.5左右,我們也是對比了它的IQE的分析,這說明選擇性背場在結(jié)構(gòu)上起到了很好的作用。
 
這是我們對正面和背面,因為熊貓電池是雙面的結(jié)構(gòu),對背面進行了測試,大概21.52大概19.54這樣雙面因子達到了90%以上,另外對一個熊貓電池,我們在接觸動畫方面,用TOPCON的技術(shù),通過這個技術(shù)解決一些背面接觸動畫的影響,這是我們簡單的結(jié)構(gòu)圖,通過在背面加上一層比較薄的隧穿氧化層,增加背面鈍化的接觸,通過這樣的結(jié)構(gòu)接觸,會有一個VOC的提升,還有多晶硅的場鈍化,因為所有工藝的流程和設(shè)計都是基于現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè),能夠和產(chǎn)業(yè)結(jié)合的,所以工藝流程上相對要簡單,同時會保持雙面發(fā)電的特性,這是我們大概做的其中的結(jié)構(gòu)。通過這幾個實驗結(jié)果,雖然效率不是太好,但是在開路電壓上有一個很好的提升,最高可以達到667MV,填充有一定的下降,整體初步研究開路電壓有明顯好的提升,通過各種優(yōu)化,包括背面的摻雜濃度進行了調(diào)整,找到一個合適的調(diào)整值,整體的電池效率有一個比較優(yōu)化的值,達到21.3%。
 
除了多晶硅,我們還對不同的氧化隧穿層也做了不同方式的對比,上面說的是化學(xué)的方法,另外下邊是用氧化的方式去做了隧穿層,通過對比來看,這兩種方式工藝差異不是特別大,所以用現(xiàn)有的化學(xué)簡單的方法也可以達到比較好的效率。
 
整體來說N型電池,特別是N-PERT電池,我覺得P型的PERC電池發(fā)展的比較完善,在N-PERT上面有更大的空間需要提升。第一在背場方面,可以選擇性的更利于產(chǎn)業(yè)化,另外還有一些金屬化的方式,N型電池上有幾個成本高的地方,在電池環(huán)節(jié)主要體現(xiàn)在背面的銀漿料,但是隨著多主柵的技術(shù)應(yīng)用,反而更適合在N型電池上的研發(fā),或者N型對于電池成本的降低。第三個一些先進的鈍化計劃,主要是剛才TOP-COP的規(guī)劃接觸,還有一些氧化鋁的地方,更適合N型雙面電池。所以綜合來看,我們覺得在產(chǎn)業(yè)化上電池的轉(zhuǎn)化效率在N型上,我覺得在明年肯定會達到一個22%的效果。
 
最后做一個小結(jié),不管怎么樣,N型電池是未來高效電池的發(fā)展方向,雖然它在一些成本上大家可能還有更多的工作去做,但是在高效率方面,N型還是一個發(fā)展的方向。另外通過選擇性背場,我們這種技術(shù)可以把太陽能電池效率提升0.4%,通過TOP-COP的技術(shù),可以有效的降低金屬負荷,也可以提升它的開路電壓,最后一個就是N-PERT電池效率還有比較大的提升空間,以及通過剛才說的優(yōu)化摻雜、鈍化、金屬化的方式,這些結(jié)合起來會使太陽能電池效率提升到22%乃至23%以上,同時雙面因子還可以更提升,達到95%以上的效果,這就是我的報告,謝謝大家。
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責(zé)任編輯:lixin

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