PERC电池技术发展论坛

感谢 卢小武 先生的精彩发言。

  

   如目录所示，主要分为四个板块：1.PERC电池结构；2.氧化铝的作用；3.氧化铝设备及工艺介绍；4.PERC产能与电池成本分析。

   PERC电池的全称是（Passivated Emitter and Rear Cell）：发射极及背表面钝化的太阳能电池，上面两个截图很明显的大家可以看到两种电池结结构的区别，左边这幅图是我们传统电池P型的一个结图，右图是我们PERC电池的结图，从上到下最大的区别大家可以看见，黄色区域是我们背面钝化层，蓝色区域是有一个局部的铝背场。所以PERC电池与我们常规电池最大的区别是在于背面的钝化层，那钝化的选择有很多种方式，以前是氧化硅＋氮化硅，现在比较流行的当然是氧化铝＋氮化硅，稍后我们可以再详细讲解一下，讨论一下为什么会用氧化铝。

因为我们背面钝化层厚度比较高，所以说烧结不容易烧穿，通常是利用激光或其它的方式把钝化层打开，再印刷，形成一个局部的铝背场。

下面列出PERC电池的一个优点：大家可以看见，其实在现有产线的技术上，PERC电池是相当容易改造的，只需要加2~3个步骤，就能够实现技改的升级，而且投入也比较低，相对来说每100兆瓦的投入大概会在2200w~2800w之间，这个取决于各家技术路线的选择。电池效率的提升多晶会在0.5%~0.8%，单晶会在0.8%~1.0%，同样组件功率也会有相应的提升。

  这一页大家应该能看出来，是一个常规电池的工艺流程图，下面这张图大家可以看见，蓝色的就是我们PERC电池需要增加的一个工序。

  这个我们刚才说了，是选用氧化铝＋氮化硅的技术路线，在常规电池的基础上只需要增加背面的氧化铝＋氮化硅的工艺＋激光开槽的工艺就能够实现PERC电池的制造。

  这张图是PERC电池在做完氮化硅的结图，下面我们重要讲一下氧化铝的作用：1.降低背面的复合；2.提高背面的内反射率，下面一起来讨论一下这两点。

  这一页PPT大家可以看到，两种常规电池的结面图，左边是我们常规的传统电池，光线在透过硅片以后直接会从铝背场这边穿透过去，它的反射率是非常低的，右边这张图大家可以看见，在常规电池的技术上，光线投射进来以后，我们会被氧化铝和氮化硅层反射回去，这样增加了内背面的反射率。

  大家可以看见这张实际数据，左边这图是QE的结果，右边是我们正常测试的反射率的结果，左边不论是EQE还是IQE大家都会看见，PERC电池都有相当大的优势，右边这幅图蓝色就是在PECVD后的反射率，通常来说正常我们单晶在30%以上，我们现在其实加上氧化铝，氮化硅话，通常能到50%以上的反射率。所以说氧化铝＋氮化硅能够降低内背表面的反射，增加光线的利用率。

  下面这幅PPT的话大家可以看见就是氧化铝的一个降低背面复合的一个作用，按通常来说的左边是我们常规传统电池结面图，那光生载流子在产生以后，会通过铝背场复合，那右面这幅图呢，因为后面会重点详细的讨论下氧化铝。氧化铝他会有一个负电荷的作用，通过负电荷会有场钝化的概念，让P型的电子，少子反射回去的作用，这样增加我们光生载流子的产生，减少复合。

  氧化铝为什么会有负电荷呢？下面就来跟大家一起讨论一下氧化铝的晶体结构，在氧化铝中铝的配位方式有两种：6个氧的八面体以及4个氧的四面体中心位置，大家从晶体结构可以很清楚的看见。

   下面这幅图大家可以看一下，这是一个TEM分析结果图，左边这幅图就可以看见在退完火之后，氧化铝以硅的界面有一层很薄的氧化硅。退火之后呢，正常的氧化铝会从8面体转化成4面体，4面体的结构大家可以看下面这个方程式，因为4面体多了一个氧的负电荷，所以他是含负电的，右边这幅图可以看见，FTIR的分析在退火完之后，他的0-H降低很多，Al-O会增加。

   同样的这幅图也是一样的，就是我们在氧化铝之后呢，大家可以看一下FTIR的分析结果，烧结和退火功效都差不多，从空间8面体转化为4面体，这也就是为什么氧化铝在退火和烧结后会有负电的原因。

   刚才我们讨论了一下氧化铝在PERC电池中的作用，下面我们来讨论一下氧化铝的成膜方式。这幅图其实只列出了2个，我列出的这2个只是我们产线上比较常用的两种方式，一种是PECVD的方式，一个是ALD的方式，当然现在还有PVD的成膜方式，还有APCVD的方式。ALD的话大家其实可以知道，现在市场上大部分是进口的设备，国产的设备其实慢慢的也起来了。

这一页就是列出了PECVD工艺气体和工艺系统。

这幅图是ALD设备的原理。

  下面这幅图是预估到今年年底全球PERC电池的安装量，大家可以作为参考。大家可以看出市场上最早做PERC电池是在台湾，现在慢慢的台湾市场占比越来越小，中国大陆市场慢慢上升，已经做到了51%，预计明年会远超于51%。

上面这幅图是PERC电池增加成本分析。

 

问题交流：

1. 目前运行结果，PECVD 和ALD 哪个更好？

答：这个看市场份额就知道！PECVD暂时领先，ALD，特别是国内的，也在迎头赶上。

2. sun power用的是什么电池技术？

答：Sunpower 是IBC，氧化铝也可以运用在IBC技术上面。

3. CT管式做背钝化进展如何？

答：在台湾有客户在用。具体效果待定。其实各家设备在效率上都没有太多差别，但是具体还是要看设备的uptime，管式有它的优点，也有他的缺点，这些跟SiN是一样的特点。

4.氧化铝厚度对效率有什么影响？

答：ALD的厚度现在在5-10nm，PECVD的在15-45nm之间，这些都取决于各家的工艺整合。

5. 怎样定义高质量的氧化铝膜？

答：看钝化效果，少子寿命以及Imp Voc以及最终的电性。

6. pecvd和ald哪个做出来的效率要高？

答：国内有一线大厂这些设备都有，最终的话效率其实差距不大。

7. 多晶PERC少子寿命多少？

答：少子寿命影响因素很多，具体要看电阻率以及清洗条件。

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