黑硅对光伏行业来讲,不是一个新技术。十年前RIE黑硅在京瓷就已经进入批量生产。2010年左右,中国的少数企业也在评估RIE技术,但未进入量产。最近一两年,国内又有企业在重新挖掘这个技术。黑硅技术近期的进展可能归结于两个主要因素:大家对金刚线切割导入的预期。金刚线切割能够大幅度的降低多晶硅片成本,但传统的酸制绒导致电池效率降低,而黑硅制绒可以很大幅度上解决金刚线切割带来了制绒工艺上的困难。另外黑硅技术的设备成本降低,电池和组件端的进步也促进了该技术的发展。 图1 图2 RIE制绒的形貌。图1是常规制绒形成的不规则表面结构。图2是在常规制绒的基础上做了RIE的处理,可以看到在原来基础上有纳米级结构。RIE电池的工艺流程在原来的基础上加了两步:等离子体的轰击会对表面产生损害,所以要在后续加一个DRE(DamageRemovalEtch)。当然后续扩散和氮化硅镀膜等工艺都要做相应的调整,才能达到最好的电池结果。 这是硅表面在四个过程后的反射率曲线,最高的就是我们刚才说的正常制绒,制绒之后的平均百分率大概在25%左右。RIE刻蚀以后,有大幅度的降低,这里的反射率是可调控的。在做完了DRE后反射率有一些回升。最后PSG刻蚀后又有进一步的提升,这也是反映了绒面结构的一些细微变化。 这张图是常规电池和RIE电池IQE比较。RIE“黑硅”体现在蓝光波段的反射率大幅度下降。RIE电池IQE在蓝光区域是比较低的,大家努力的方向是把RIE电池IQE在蓝光的部分能够与Baseline越接近越好。 这两种不同的RIE微观结构在电池和组件的表现,我们在表中做了罗列。在优化之前不管是TypeA和TypeB,Voc相对常规技术都有小幅度下降。而优化以后Voc实际上是有小幅度提升的。判断一个RIE技术集成的好和坏,在很大程度上就要看Voc相对于Baseline的提高。优化后我们的RIE电池相对常规达到0.6%(绝对值)的提高。通过技术进步这些提高能够有75%左右转化为组件瓦数的提高。 作者:阿特斯(中国)投资有限公司 首席技术官 邢国强博士
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