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PERC技术发展论坛 第二期

 昵称41058792 2017-07-26


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1.   PERC电池电性能测试和常规电池有何区别?

答:这个简单的说应该是没有什么本质的区别,大多数厂商现在测PERC 电池R-V测试台也好,相关的测试条件和参数也好,都跟常规的相似,没有什么本质上差别,但是从高效电池量测技术角度出发,PERC 电池效率现在都已经超过了20%以上,基本上很多家都已经能达到21%效率,那么对于高效的太阳电池来说,整个模拟电路上面电容效应比较明显。考虑到避免电容效应使得量测更加准确的角度出发的话,希望脉冲宽度更宽一些。

2.   PERC电池的电阻率、扩散后方阻有哪些要求?

答:其实刚才卢总在介绍PERC电池结构和相关技术的时候就已经给大家做了说明,PERC电池叫做Passivated Emitter and Rear Cell,就是钝化他的正面和背面,但与常规电池工艺相比,PERC电池在正面的钝化并没有什么特别的地方,主要的工作在背面,用的就是氧化铝实现背面钝化。正面涉及到扩散的工作,方阻几乎没有什么变化,正常的控制条件几乎就可以了。至于电阻率方面如果用的不是掺鎵的硅片,那么电阻率也是在正常1-3Ωcm的范围都可以,至于说以前在2012年左右特别多的3-6Ωcm或者0-1Ωcm低电阻率的硅片也是能用的,只不过工艺匹配上有一些工作要做,效率也有一些差别(0.1~0.3%左右)。

3.   perc多晶的光衰現在有沒有比较明确的解法?

答:PERC多晶电池和单晶电池,二者光衰所产生的机理都是一样的,那么解决光衰的方法也是一样的;第一种,控制所谓的氧含量;第二种,控制硼含量;第三种,就是我们现在很多厂商比较多的载流子注入法,也叫做氢钝化法。

   对于PERC电池来说,想去控制硼含量几乎不可能,毕竟是P型的,那么只能控制氧含量,现在有一些工艺掺硼可以把氧含量降到5ppm一下,对于光衰的控制会有很大的帮助。掺鎵是有效降低光衰的方法,但还没有看到多晶大量应用掺镓的报告。光注入法对多晶也是有效的,已经有很多这方面的报告了。

4.   每道工序的消耗量减薄量是多少?

答:Perc和常规的差异不在制绒上(制绒和抛光分开),制绒这一段的腐蚀量,厚度减薄在10-12um,制绒和常规一样。但在刻蚀工艺之后,有抛光工艺,单晶电池背面金字塔高,抛光腐蚀量必须多一点,才能打掉金字塔,大约3-6um左右,把金字塔磨掉。多晶的话可以小于3um,就能将背面抛光做得很光亮,比单晶好看。

5.   perc单晶生产过程中,厚度问题,相对硅片厚度会加多少或会减多少?

答:单晶的厚度,硅片比正常薄4-5um,余下的差距不大,现在都是铝浆做背场,湿重会比正常的低不少,厚度差距不大。

6.   perc电池光衰问题目前最好的解决方式是什么?能够解决到什么程度?

答:从性能角度讲,目前单晶掺鎵可以做到1%以内,通过氢钝化控制在1.5%以内,大批量稳定可能有波动,但是可以实现;至于哪种方案最好,从成本角度讲,掺鎵因为应用量还不大,成本可能会高。

7.   perc电池产业化的最大困难是什么?电池本身最大的质量问题会有哪些因

素?

答:对于PERC电池来说,产业化最大的困难,不是设备和工艺,是质量检验标准。目前都是用常规质量标准套用到PERC上,但是PERC本身因为工艺比较娇贵。比如PERC电池背面有钝化层,钝化层轻轻擦一下会有划痕,EL上会有体现。PERC电池本身还有破坏工艺:激光开槽,局部开槽区域和铝浆之间有可能出现虫洞,发生接触不良、在EL上表现为黑点、黑斑、黑线。PERC正背面都害怕擦伤,所以按照常规的检验标准,电池良品率会很低。

目前业内一些台湾厂商的PERC工艺控制很不错,能够达到常规电池一样的检验标准,所以,很值得大家学**。但是确实有一定的难度,不少所谓EL不良的PERC电池从产品使用的可靠性和寿命上讲,是没有问题的,用常规的检验标准来规范,在技术上其实是不必要的。

8.  Perc现在的工艺中,激光开槽需要具备什么工艺会有很高的效率?

答:你是指工艺参数?几个方面,一个是激光器的参数特性,用皮秒激光还是纳秒激光,使用什么样能量的激光,多少脉冲的激光。另外一个就是开槽是开点还是开线还是点化线。其实这就是一个是工艺摸索的过程。

   大多数激光器是纳秒激光,理论上用皮秒应该更好,皮秒激光损伤小,开的点/孔 /槽界面比较整齐,但是工业应用时候,发现电池性能上差别反而不大,皮秒的激光贵,就显得不经济。至于,开点还是开线,从电池片性能的模拟结果上看,其实开孔是最好的,只不过实际应用中,开孔的工艺过程不是很容易控制,所以不少厂家选择了开线。

9、perc对于硅片有没有特别的需求,比如电阻,氧含量等?

答:PERC电池,兼容常见硅片是没问题的,但是氧含量越低越好,小于5PPM最好,光衰会很好控制的,但是在硅片端比较难。

10、退火的氢钝化,为什么多晶上效果不好?

答:新南威尔士大学最开始的氢钝化就是在多晶上做的。氢钝化的目的不是抗LID,抗LID是副产品,真正的想法是恢复因为内部缺陷导致的电池效率下降。比如17.7、17.8效率的多晶电池,如果是内部缺陷导致的载流子复合比较多的话,通过氢钝化来实现更高的效率,恢复到18%-18.3%,所以氢钝化是能够在多晶上得以实现的。

11、PERC因为要开孔,是否使用更薄的硅片就容易碎片?最适宜的厚度是多少?

答:PERC开孔深度,完全没到硅片减薄就会提高碎片率的问题,但是激光工艺确实有一个应力不均匀会导致碎片率上升的问题。

12、perc多晶和单晶衰减哪个更大?大致衰减多少?有种说法是多晶prec比单晶衰减更大,不知道对否?如果对?原因为何?

答:衰减在PERC工艺技术上两年前很严重,多晶的初期衰减大于单晶的,但是不完全是LID造成的。根据LID的机理,光致衰减的特点是具有可恢复性。早期多晶PERC的工艺匹配性不如单晶,所以可靠性不如单晶,导致一些电极/电场剥离等情况发上,使得初期衰减很大,这部分衰减是不可恢复的。但是目前很多家已经有了很大的进步,余下的就是LID的问题了。

常规电池上,多晶的LID小于单晶,有人说是多晶效率低,分母低,所以衰减不大。但是个人认为,主要还是单多晶体各种杂质含量不同引起的。由于生产工艺的问题,单晶氧含量高于多晶,C含量低于多晶,导致常规电池单晶光衰大于多晶。

对于PERC电池,很多报告提到多晶LID大于单晶。我个人猜测,可能是多晶背面晶界上的钝化没有单晶好,同时也是各种杂质含量富集的区域,在光照条件下,局部光衰相对于单晶更加明显,使得多晶PERC的LID高于单晶。

13、对于P型,是不是都需要光热恢复?如果是为了减小硼氧键进行氢钝化,是在原材料端进行好还是扩散步成本低一些?

答:做氢钝化其实有很多方法,除了光热恢复,还有电注入法,都是合理的。氢钝化,原本不是为了LID,是为了修复体内的缺陷,提高电池转换效率,从此看,做光热恢复是有好处的。

关于在哪个环节处理成本比较低,个人认为,在电池制程后处理比较好,氢钝化原理是利用硼氧晶体结构的转换,来实现抗LID性能的。但是在硅片上进行处理之后,再开始电池制程,因为有一系列的热处理工艺,BO不同结构间的转换无法控制,很可能又回到高LID的状态。在电池制程结束后进行处理,就没有这方面的问题。而且,事先对硅片做抗LID处理,那么检验工艺效果的过程太长,也不利于探索最佳工艺方案。

14、组件生产的封装损耗?

   PERC没做封装优化时候封损很大,常规的单晶封装损失达到3.5%,CTM基本在96.5%,PERC的CTM95%左右,对于PERC来说,通过优化后,可以实现CTM97%甚至更高。

   有几个综合效应,有的PERC电池可靠性不过,初始衰减很大,已经不是LID的范畴了。这方面,有可能是背场浆料、电极的可靠性出了问题,导致组件的FF异常。另一个是BOM材料的优化工作非常重要。第三点,PERC电池效率高,但电压和电流分布较宽。如果将电压电流分布拿出来看,同一个效率档位的电池,电压电流差异很大,若将不同特性电池封装在一起,必然会出木板效应,所以高效电池的封装要进行大量的优化才可以得到好的结果。

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