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风口之上光伏电池效率提升之路在何方

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来源: 作者: 2019-05-17 02:37:39

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伴随着中国政府对光伏产业的大力扶植,近两年国内太阳能光伏行业正逐渐走出欧美对华光伏 双反 的阴影。在年里,中国光伏市场新增装机量已然位居全球首位。而随着多晶硅价格不断下降,晶硅电池技术不断推陈出新,光伏电池的成本不断下降,转换效力不断提高,使得晶硅光伏电池牢牢掌控了光伏市场的主导权。

光伏技术的不断革新,是推动光伏行业快速发展的基石。8月12日,杜邦微电路材料应用技术主管杜鹏及应用技术工程师南亚雄做客OFweek语音研讨会,与友分享如何提升电池转化效力、晶硅电池技术改进等业界十分关心的问题,并与友进行了深入的交换和探讨。

1.太阳能电池市场发展趋势

大家知道,太阳能电池转换效率是整个太阳能光伏发电技术的核心。随着局部背钝化电池(Passivated Emitter Rear Cell, PERC)技术和转化效率的提升以及其商业化进程的加快,2016年PERC电池的市场份额有望进一步扩大。而技术的改进升级使N型电池的转化效力可增长至21.5%。生产成本的下落以及良品率的提高,也有助于N型太阳能光伏电池市场规模在未来三年内的快速提升。

多晶硅价格的连续下落,太阳能电池的制造本钱中导电浆料的成本相对上升。作为导电浆料领先的研发生产商,杜邦认为当下电池技术主要突破点在于导电浆料的技术改进。上一代杜邦 Solamet PV18x导电浆料的使用可以提高0.15%的太阳能电池效力。不过,这其中依然有提升的空间,特别是配合PERC等新型电池结构的浆料开发。本次研讨会上,南亚雄介绍了最新升级的杜邦 Solamet PV76x正面银浆、Solamet PV36x铝浆、PV56x背面银浆--全套完全的PERC浆料解决方案。该系列导电浆料拥有更宽的烧结窗口、更好的低温烧结特性及更加优异的细线印刷能力等特点,可协助PERC电池提升0.15%以上的电池转换效力。

而作为本次研讨会的主要讨论对象,包括杜邦 Solamet PV76x正面银浆在内的全套完整的PERC浆料解决方案遭到了业内人士的广泛关注。

2. 新一代杜邦 Solamet PV76x的技术优势

在晶硅太阳能光伏产业中,电池技术是重中之重。良好的电池性能决定了整个光伏电站的运行效力。而作为新一代的电池技术,杜邦 Solamet PV76x正面银浆、Solamet PV36x铝浆、Solamet PV56x背面银浆全套完全的PERC浆料方案,成功地将多晶背钝化电池转换效率提升至19.6%的水平。在60片多晶组件上可达到286瓦的高输出功率,为业界该类型浙江天台起火足浴店搞18元洗脚促销 包一顿晚餐
太阳能组件的最高水平。相较于其他晶硅电池,PERC电池还具有以下几方面的优势:

(1) PERC电池表面光生电子-空穴对的复合速率极小;

(2) PERC电池内内部反射率增加,保证对入射太阳光的充分利用;

(3) 具有较高的开路电压、短路电流和电池转化效率。

不仅如此,随着电池浆料印刷、扩散工艺的进一步提升,杜邦 Solamet PV76x系列还具有广阔的的优化提升空间。同时相对于其他新型电池结构来讲,PERC电池技术对于现有产线的改动较小,只需要增加相干钝化设备、激光设备等,背部抛光可以根据自身工艺需要进行配备。整体而言,对现有产线的兼容性很高。

3.杜邦 Solamet PV76x优势如何体现?

3.1杜邦 Solamet PV76x宽的工艺窗口和良好的低温烧结特性

在PERC电池一开始的开发、量产进程中,各大厂商直接采用常规电池用的正面银浆进行测试、生产,达到了基本的使用效果。但随着整套生产工艺的匹配、优化,大家逐渐发现,常规电池用的正银在一定程度上限制了PERC电池效率潜力的发挥。其中最重要的一点就是往低温方向的烧结窗口不够宽,烧结窗口整体偏向高温,对钝化层带来了损伤。同时从局部BSF形成中Al-Si互扩散的角度来说,高温会加重背部空洞的形成。而这些也是Solamet PV76x正银开发的一些考量点。

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下方的箱线图是Solamet PV76x系列正银在实际烧结进程中的表现。左侧蓝色是对照浆料,右侧红色是Solamet PV76x浆料。可以看到不同烧结温度下Solamet PV76x浆料的接触电阻相对于对照浆料都有明显的改良,而且相当稳定。这幅图只扫描了从885℃ 到915℃,30度的温度范围。下面这幅图进一步拉大温度扫描的范围,从870℃到930℃,在60度的温度范围内Solamet PV76x浆料都有着非常稳定的填充表现,烧结窗口非常宽,低温方向的表现非常的优秀。而对比浆料在低温方向上填充因子已掉得非常厉害。良好的低温烧结表现可以有效减少钝化层损伤和背部铝浆空洞,来进一步提升电池效力、改良可靠性。

从下方某客户在使用Solamet PV76x浆料时的实际烧结曲线也显示出Solamet PV76x相对于常规正银可以在低℃的温度下进行烧结。在较低的烧结温度下对于更低表面浓度和上到110Ohm的方阻上都有着良好的接触,扩散匹配窗口很宽。

杜邦 Solamet PV76x系列PERC正银的烧结曲线

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