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大族新能源:高效双面电池与高功率半片组件装备领跑者

发布于:2016-12-08

2016年11月24日-26日第十二届中国太阳级硅及光伏发电研讨会(CSPV)在浙江嘉兴召开。CSPV是我国硅材料及光伏发电方面最重要的学术会议之一,来自全球光伏企业与科研机构专家、学者等800余人,本届会议共发表报告280多个,紧扣当前光伏技术与应用热点,设立多个特色分论坛,大族新能源聚焦双面电池与半片组件高效装备发表多个主题演讲,其中双面电池更是本届研讨热点议题,会场座无虚席,干货十足,关注度空前高涨。

     大族新能源“双面电池技术与材料”专场

 本届由大族新能源冠名的“双面电池技术与材料”专题分论坛,邀请行业大咖袁晓教授作为嘉宾主持,并作题为《两种N型双面电池技术应用研究》精彩演讲。

 

袁教授详细介绍了N型双面太阳电池的应用市场,以及根据P-N结的材料和结构,N型双面太阳电池可以分为同质结(常规结构)和异质结(HIT,HBC),对两种结构的技术路线、制造成本以及优势进行了充分分析;通过大量实验数据的收集,对比不同反射背景、反射率、安装条件等参数对发电增益的影响。结构表明,N型双面太阳电池通过背面的发射增益,可增加超过20%以上的发电收益。N型双面太阳电池与跟踪系统的结合,则将具有更高的发电收益和更广阔的市场前景。

据预测,2020年N型双面电池的市场份额将增加至15%。双面电池按照结型区分可分为同质结和异质结两类,其中:

同质结双面电池的主要优点表现在:

结构简单,与P型结构类似;

双面发电,背面20%以上发电增益,60片300W组件可实现360W发电;

可垂直安装,应用范围广; 

适用N型硅片电阻率范围广;

组件耐候性好 ;

设备与P型电池兼容性高。

同质结双面电池的主要缺点为:

需要增加硼扩散;

增加背面银浆,成本增加;

异质结双面电池的优点主要有:

异质结结构,开压高 ;

低温工艺,能耗小,损伤小; 

温度特性好(-0.25%/℃);

弱光响应好。

异质结双面电池的缺点主要为:

对硅片质量要求高;

界面质量控制难度大 ;

生产成本高,设备投入成本大。

鉴于同质结和异质结双面电池本身存在的优缺点,目前异质结电池的量产化程度仍比较低,而同质结双面电池已经全面实现产业化。


  涂硼扩磷工艺在高效N-PERT太阳电池中的应用

相对于单面电池,同质结双面电池主要增加了一步硼扩散工艺,目前实现硼、磷双面扩散的工艺主要有双面离子注入、BBr3热扩散+磷离子注入、以及硼源旋涂扩散+POCl3热扩散等,其中日本PVGS“硼源旋涂扩散+POCl3热扩散”已量产应用并在全球拥有大量N型双面电池电站,大族新能源与日本PVGS合作,全面实现该工艺与设备的国产化,大幅降低生产成本,量产正面效率21%,双面因子可达95%以上。

 

 

大族新能源张松作题为“涂硼扩磷工艺在高效N-PERT太阳电池中的应用分析”演讲报告。报告比较了目前几种主流的双面电池扩散实现方式,以及重点研究了硼旋涂方式下的P+发射极的形成。通过调整不同推结、氧化温度和氧气流量等参数,获得低表面浓度的硼发射极,其中表面浓度为2E19 cm-3,结深0.85um。在此硼扩散工艺基础上,N-PERT太阳电池转换效率达到21.1%。

       

大族新能源张为国作题为“浅析涂硼扩磷高效N型双面PERT太阳电池产业化” 主题演讲。

详细阐述了通过旋涂后推进的方式制备太阳电池正面的发射极, 并利用正面生成的BSG作为磷扩时扩散阻挡层,从而大大减少了双面太阳电池的工艺流程,成功实现了产业化。通过PC1D模拟理论计算解释了旋涂硼扩背面效率高更的原因,报告还介绍了N型双面电池的工艺和产业化情况并对旋硼扩磷的优化方向进行了探讨。


       高效晶硅电池和组件制造技术全自动激光划裂在半片组件的应用


 

大族新能源王佩然在“高效晶硅电池和组件制造技术”专场做题为“浅析激 光划片技术在半片组件量产中的应用”报告。

报告介绍了HANS全自动激光划裂机在半片组件和叠片组件中的应用,随着电池效率越来越高,由于电流造成的热阻损失越来越大,半片组件60片电池的组件功率提高6~7W,甚至更高,半片及叠片组件将是未来高效组件发展主要方向,而较之常规组件流程,只需串焊前将完整电池片采用激光一分为二或多片,全程全自动裂片与传输,即可实现大规模量产。大族新能源国内率先推出量产半片激光设备,具有非常成熟的电池片切割工艺与装备,期待与业内同仁合作交流。

 

上海大族新能源科技有限公司是全球最大的激光装备制造商-“大族激光”(股票代码:002008)的全资子公司,是专业提供高效光伏成套装备的制造商。

我们将大族激光20年的激光及自动化装备设计、制造与应用经验带到新能源行业,提供更为专业和细致的服务,为全球的客户提高太阳电池和组件效率,使清洁能源能够惠及更多的人!

大族新能源开发出适合硼旋涂工艺制作双面电池的全自动涂源机和激光隔离机。通过涂源机可以实现硼源在制绒后硅片表面均匀涂敷,之后经过氧化炉实现硼扩散;使用激光隔离机对硅片进行边缘绝缘,避免酸碱湿法刻蚀,使绒面得到良好保护,电池具有更高双面因子,背面发电更高。



 全自动涂源机


HANS涂源机主要具备以下优点:

设备投入成本低,可以在现有P型电池产线直接改造; 

完美的单面扩散工艺,无硼源旋涂到硅片背面;

硼扩形成的BSG可以有效阻止磷扩,无需额外掩膜,工艺简单;

扩散均匀性好,片内小于±1.5 Ω/sq;片间小于±2.0 Ω/sq; 

对硅片质量要求低,电阻率选择范围宽,2~15Ω•cm均可以;

占地面积小,3.6 m× 1.5 m。

激光隔离机


使用HANS激光隔离机进行边缘隔离主要优点有:

无酸碱对硅片清洗,对绒面更好保护,电池具有更高的短路电流,背面效率更高;

刻蚀边缘更小,<100μm;

良好的边缘绝缘效果,12V偏压下反向电流<0.1A;

设备体积小,可无缝嵌入现有产线。