高效多晶、铸造单晶电池及组件技术——张淳博士

高效多晶、铸造 单晶 电池 及组件技术应用 太阳能研究院 2019年 3月 8日 目录 CONTENTS 1 多晶 _黑硅 PERC 鑫单晶 _PERC2 PERC LeTID3 多晶高效 ---黑硅 PERC 效率进展 八角锭 硅片信息 2018.5、 2.56万片、 XZXX20180524XY030（ 1.5 ohm.cm） 八角锭 低阻 硅片信息 2018.7、 6.56万片、 XZ8781203-掺硼 /XZ8780903-掺镓 0.8-1.5 ohm.cm, 均值为 1.1ohm.cm 20.20 20.40 21.07 21.20 20.96 19.60 20.00 20.40 20.80 21.20 21.60 黑硅 PERC效率进展 5BB图形 常规硅片 产 线工艺 产 线烧结 5BB图形 八角锭 低阻 产线工艺 产 线烧结 MBB图形 八角锭 优化 工艺 产 线烧结 MBB图形 八角锭 低阻 优化 工艺 产 线烧结 MBB图形 八角锭 低阻 优化 工艺 抗光衰烧结 产线量产效率 掺硼 2000片 ， 20.43掺 镓 2000片， 20.40 5月份提效硅片2000片 ,21.07 掺硼 4000片， 21.20 掺硼 12000片， 20.97 掺 镓 15000片 ， 20.95 20.2 0.20 0.21 0.20 0.20 0.13 0.06 Baseline 高效硅片 浆料改进 MBB图形 高阻密栅 AlOx退火 激光优化 工 艺 优 化 物 料 优 化 21.2效率提升路径 多晶高效 ---国家重点专项研发目标 高效 P 型多晶硅电池产业化关键 技术 , 项目编号 SQ2018YFB150097; 可控衰减的 N型多晶硅 电池 产业化关键技术 , 项目 编号 SQ2018YFB150013 取得 国家重点研发计划项目 支持，项目主要目标 如下 研发项目 指标 研发指标 高效 P 型多晶硅电池产业化 关键技术 量产平均效率 ≥22 LeTID ≤1.5 可控衰减的 N型多晶硅电池产 业化关键技术 量产平均效率 ≥21.8 LeTID ≤0.5 目录 CONTENTS 1 多晶 _黑硅 PERC 鑫单晶 _PERC2 PERC LeTID3 采用 157.75尺寸，批量投产 169万片  鑫单晶 PERC平均效率 5BB_21.2  匹配研发最佳工艺 5BB_21.7  鑫单晶量产需要挑战 5个问题 成本 、 拖尾 、 EL、 光衰 、 三类片 鑫单晶进展阶段 一 5BB PERC2018.92018.10 鑫单晶P E R C 295 300 305 310 档位比例 2 32 64 2 鑫单晶研发数据 Count Uoc Isc FF Eta 5BB_PERC_SE 215 0.673 9.946 79.66 21.69 MBB_PERC_SE 274 0.674 10.000 79.85 21.90 3.0 1.3 1.7 2.5 4.7 7.9 13.5 21.8 22.8 16.1 4.3 0.6 0 5 10 15 20 25 ≤20.4 20.5 20.6 20.7 20.8 20.9 21 21.1 21.2 21.3 21.4 21.5 产线批量 鑫单晶拖尾严重，比例 10 2.1 3.9 3.9 14.0 22.3 31.6 17.0 4.4 0.9 3.6 4.0 10.5 16.1 20.1 25.6 15.0 0.4 0 5 10 15 20 25 30 35 21.2 21.3 21.4 21.5 21.6 21.7 21.8 21.9 22.0 22.1 22.2 研发小试 5BB_鑫单晶 MBB_鑫单晶 鑫单晶进展阶段一 三类片 鑫单晶产品组件功率接近单晶，具备同单晶竞争的能力 但约有 510副产品三类片，该电池片使用碱绒工艺会有严重的外观问题 三类片使用湿法黑硅制绒，可完美解决碱绒外观 问题 多晶湿法 鑫单晶湿法 三类碱绒 √ 湿法数据 Eta Uoc Isc FF Rs 多晶湿法 20.33 0.6573 9.507 79.93 2.01 三类湿法 20.54 0.6571 9.569 80.24 2.31 鑫单晶 进展 阶段一 EL图片 21.3 21.5 21.7 ＞ 21.8 低档位有明显的 EL暗纹 - 呈团状或斑点状，如图 20.9/21.1所 示 - 主要原因为铸锭过程中的位错、缺陷 高档 位 EL异常明显减少 20.9 21.1 EL 团状缺陷 EL 斑点状 缺 陷 鑫单晶进展阶段二 MBB_PERC 2018.11-2018.12 采用 157.75尺寸鑫单晶一类片，批量投产 311万片 平均量产效率 21.66（未叠加 SE工艺） 后期使用自动分选，加严三类片卡控标准，大籽晶改善等措施效率 21.8 21.0 21.2 21.4 21.6 21.8 22.0 11月 12月 鑫单晶 _ MBB_PERC 效率趋势 〇内班次 ，为生产返工片，效率偏低 Q t y . E F F U o c I s c FF Rs R s h I r e v 23302085 2 1 . 6 6 0 . 6 6 1 1 1 0 . 0 6 1 8 1 . 0 3 1 . 8 8 1083 0 . 0 8 9 硅片 端使用自动分选三类片，加严卡控，效率提升 鑫单晶进展阶段二 MBB_PERC 本次 311万 _MBB产出数据，较前期 170万 _5BB数据档位分布集中，硅片端基本解决拖尾严重问题 使用新型硅片自动分选机后，晶花片比例下降明显，效率提升 0.1，达到 21.8 1.0 0.3 0.7 1.6 3.4 6.7 12.8 21.8 26.7 18.8 5.6 0.60.2 0.0 0.1 0.2 0.7 1.7 3.9 9.0 17.6 26.9 26.7 11.5 1.5 0 5 10 15 20 25 30 ＜ 21 21.0 21.1 21.2 21.3 21.4 21.5 21.6 21.7 21.8 21.9 22.0 22.1 鑫单晶 _MBB_PERC 档位分布 总体 自动分选 鑫单晶进展阶段二 电池端良率数据 阶段一，二共计生产约 500万片鑫单晶电池片，良率逐步提升， A级品率约 95 时间 产品 投入 A级 B级 C级 D级 碎片 低效 来料不良 2018年 9月 5BB_PERC 1,693,537 94.00 3.11 0.26 0.59 1.50 0.48 0.06 2018年 12月 MBB_PERC 3,110,202 95.07 1.72 0.12 0.36 1.56 1.09 0.08 9月份生产 170万 _5BB产品中， B级 3.11，其中晶花超标比例 1.62 12月份生产 300万 _MBB产品中， B级 1.72，其中晶花 超标比例 1.00 鑫单晶进展阶段二 MBB_PERC MBB匹配高阻密栅工艺，效率可达到 21.95，主流档位 21.9/22.0 鑫单晶 MBB Qty. Eta Uoc Isc FF Rs Rsh IRev2 高阻密栅 8362 21.95 0.6611 10.026 82.41 0.84 663 0.110 0.1 0.1 0.1 0.2 0.5 1.3 3.3 6.9 16.3 29.4 29.1 11.8 0.7 0 5 10 15 20 25 30 35 21.0 21.1 21.2 21.3 21.4 21.5 21.6 21.7 21.8 21.9 22.0 22.1 22.2 鑫单晶 _MBB 高阻密栅档位分布 鑫单晶进展阶段三 2018.122019.3 21.30 21.40 21.50 21.60 21.70 21.80 21.90 22.00 D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D 12.2612.281.04 1.06 1.08 1.10 1.12 1.14 1.16 1.18 1.20 1.22 1.24 1.26 1.28 1.30 2.02 2.04 2.06 2.08 2.10 2.12 2.14 2.16 2.18 2.20 2.22 2.24 2.26 3.02 鑫单晶 MBB 放量生产数据 〇内班次 ，为生产返工片，效率偏低 1.18号 全面叠加高阻密栅工艺 共投产 689万片 , A级品率进一步提高 95.5 平均量产效率 21.87（未叠加 SE工艺） B级片晶花比例 0.86 时间 产品 投入 A级 2018.12019.3 MBB_PERC 6,889,494 95.50 鑫单晶阶段三 EL图片 阶段三 EL降级比例 2.29，前期低档位明 显的 EL暗纹现在基本消失 ， 目前主要的缺 陷为晶界线占比为 1.25, 还有少量不合 格 绒丝，占比 0.05 。 目前 EL失效主要缺陷 晶界线 正常 EL图片 电池 EL 绒丝 晶界线 晶界线 合 格 绒 丝 严重 绒丝 不合 格 鑫单晶进展阶段三 MBB_PERC 组件端表现 选取主流档位生产组件，使用透明 EVA0.4mm焊带， 72版型组件  组件 CTM在 95.5，主档位为 370W  CTM 的持续改善，鑫单晶与单晶的电池效率差距 2019年 _ 鑫单晶电池 技术路线 硅片优化包含电阻率优化、铸锭热场优化、硅片分选方式优化 金属化优化包含正面细栅超细化、正背面金属接触优化 21.50 21.50 21.50 21.50 21.50 21.50 21.50 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.15 0.15 0.15 0.15 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.15 21.50 21.70 21.80 21.95 22.05 22.15 22.30 21.30 21.50 21.70 21.90 22.10 22.30 22.50 鑫单晶 5BB 鑫单晶 MBB 硅片优化 高阻密栅 SE 背抛优化 金属化优化 2019年 鑫单晶 技术路线 目录 CONTENTS 1 多晶 _黑硅 PERC 鑫单晶 _PERC2 PERC LeTID3 LeTID内部数据（抗光衰工艺） 长期衰减 （内部测试）  多晶匹配研发工艺，长期光衰控制在 2以内（＞ 1000小时）  多晶掺 B 掺 Ga衰减长期光衰无明显差异  鑫单晶光衰数据较多晶略差 , 怀疑主要 是鑫 单晶峰值烧结 温度较 多晶高 总结 1. 多晶黑硅 PERC 目前量产平均效率可达到 21， 对应 60片组件功率 300W 2. 鑫单晶 PERC目前量产平均效率可达到 21.87， 对应 72片 组件功率 370W 3. 2019 多晶 PERC量产平均效率 21.5，鑫单晶 PERC量产平均效率 22.3 4. 多晶 PERC的 LeTID控制已有产业化技术，鑫单晶需进一步优化 协鑫 集成科技股份 有限公司 www.gclsi.com 地址 江苏省苏州工业园区新庆路 28号协鑫能源中心 电话 86-512-6983 2999 传真 86-512-6983 2875