英利-晶体硅工作标准电池制作规范

能源改变生活，标准锻造品质 光伏电池、硅片及相关辅材 ◼ 题目： 晶体硅工作标准电池制作规范 汇报单位 : 英利绿色能源控股有限公司 汇报人 : 李学健 光伏技术实验室 主任 时间： 2018-10-25 晶体硅工作标准电池制作规范 目 录 一、制作背景及目的 四、 现阶段标准研究成果 三、 国内外相关标准现状 二、 研究基础 晶体硅工作标准电池制作规范 2012年 -2017年全国太阳能电池产量稳步增长， 2017年全国太阳能电池产量为 94G瓦，同比增长 30.62%。 2018年 1-7月全国太阳能电池产量为 53G瓦，同比增长 7.53%。 近几年晶硅电池产业随各种工艺技术的突破，不断刷新业内对各种工艺的认识。量产电池转换效率的 数据分析尤为重要。电池效率的准确测试、溯源，是规范认识量产效率水平的重要基础。该标准工作 即针对工作标准电池（产业终端标准）的制作进行规范要求。 数据来源 :中商产业研究院 2018/9/13 数据来源：网络媒体 2018-02-23 2016-2025年各种晶硅电池平均转换效率变化趋势预估 一、标准制作背景 晶体硅工作标准电池制作规范 制定该标准的目的： 电池参数是晶体硅电池产业的主要技术指标，该参数的量值统一也是产业技术基础。目前电池参数的 量值统一主要靠各厂家的一级标准电池经国际或者国家权威机构进行量值传递溯源。之后电池参数通过一 级直接或者间接（二级标准电池）传递到工作标准电池，由工作标准电池传递到量产电池。整个量值传递 过程按照 IEC相关标准执行，执行偏差并不大。 准确性、均匀性、稳定性是标准物质的特性和基本要求，晶体硅电池作为晶体硅量产电池的唯一标准 物质，在实际使用当中出现量值不一现象，我们需要结合晶体硅电池的自身特性加以规范改进。 I-V数据 晶体硅工作标准电池制作规范 工作标准电池的定义（本标准适用范围）： 电池生产企业 （质管等部门） 国际溯源（ PTB/NIM等） 第三方实验室（ TUV/NIM/FhG等） 上级生产企业 下级生产企业 各生产车间 （用于产线校准） 各生产车间 （用于产线校准） 各生产车间 （用于产线校准） SI国际溯源 一级标准电池 二级 /三级 标准电池 工作标准电池 本标准适用范围： 溯源自上一级标准光伏器件，单片不带封装的，用于晶体硅 电池产线 的电性能测试设备校准数值溯 源的工作标准电池片。本标准规定了该类工作标准电池的制作、标定及管理作业规范。 晶体硅工作标准电池制作规范 工作标准电池的定义（本标准 不适用 范围）： 国际溯源（ PTB/NIM等） 第三方实验室 （ TUV/NIM/FhG等） SI国际溯源 一级标准电池 工作标准电池 /器件 IV模拟仪、辐照度计等设备标准器件或 标准组件 本标准 不适用 ： IV模拟仪、辐照度计等设备中，将工作标准电池 封装后 使其稳定，用于设备工作监控的标准器件或标准组件。 晶体硅工作标准电池制作规范 必要性 ——工作标准电池制作行业现状 不同电池制造企业及车间的工作标准电池效率偏差 不同溯 源机构 不同第 三方的 溯源机 构之间 的一致 性差异 工作标 准电池 对应的 上一级 标准 二级 / 三级不 等导致 的传递 偏离 硅片环节 选取差异 PL、氧 含量、核 心硅块的 挑选 电池表面 处理差异 加焊带、 摩擦处理 等 电池 预处理 差异 光衰处 理与否 及时长 差异 电池环节 选取差异 EL、电池 电参的筛 选 光伏行业中对工作标准电池制作的各环节差异，会导致在实际使用当中各生产基地、车间、产线、 甚至不同生产日期之间出现量值不一现象，目前急需对工作标准电池制作进行规范统一。 在 该 标 准 中 统 一 晶体硅工作标准电池制作规范 二、研究基础 技术基础： 英利集团 拥有 拥有“光伏材料与技术国家重点实验室”、 “国家能源光伏技术重点实验室”、“国家级企业技术中心”、 “光伏技术国际联合研究中心”、“国家技术标准创新基地（光 伏）” 5大国家级平台。 实验室具备 122人的专业研发团队，其中高级职称 57人。 运行期实验室累计申请中国专利 499项， PCT国际专利 13项， 累计发表论文 189篇，共制定或参与标准 82项。 合作交流： 与德国 Fraunhofer，莱茵 TUV(上海 )，中国计量院，天津十八所 、国家光伏质检中心等计量检测机构，同行业厂家及电池测试设 备厂家积极合作交流。 ？ ？ 晶体硅工作标准电池制作规范 二、研究基础 英利光伏技术实验室成立自 2009年，实验室人员多年负责英利 集团五个生产基地工作标准电池的制备工作。平均每年为各生 产单位制作及标定工作标准电池 3000余片，包含 P多、 P单、 N 单、 P单 PERC等主要工艺类型。 实验室拥多台经过计量合格的瞬态电池测试仪、稳态电池 IV测 试仪、稳态光衰设备、光谱响应（ SR）测试设备、 Suns Voc、 氧碳含量测试仪等 100余台套光伏产品性能检测设备。 晶体硅工作标准电池制作规范 三、国内外相关标准现状（不同的研究对象） GB/T6495.2（ IEC60904-2:2015） 该标准草案 《标准光伏器件的要求》 主要针对 带有封装 的一级、二级、工作标 准器件 /电池。 电气连接（应采用四线接触系统） 等通用 要求，如光谱修正、温度系数、及结果计 算，如： 《晶体硅工作标准电池制作规范》 主要针对 未封装 ， 应用 在电池生产 产线 ， 用于 校准 产线 IV模拟仪 设备 的工作标准电 池。 该种电池在光谱修正、温度系数方面的总 体要求遵循 IEC60904，但 IEC标准中未对该 类工作标准电池的制作进行约束，如： 硅片的选择、电参要求、光衰预处理、 IV 设备校准容差等。 一 级级标准输出信25 ℃，二 级，二级标准输25×一 级级标准的校准 ℃， 晶体硅工作标准电池制作规范 三、国内外相关标准现状（内容引用及差异） GB/T6495.2（ IEC60904-2:2015） 晶体硅工作标准电池制作规范 ◆ 溯源逻辑：一级 →二级 →工作标准。 ◆ 光谱响应修正、相同机械结构、光学特性、尺寸电路。 ◆ 自然光或 AAA模拟器， STC环境。 ◆ 溯源上下级共垂直平面。 ◆ 溯源逻辑：一级 →二级 →工作标准。 ◆ 相同制造工艺、尺寸及类型。 ◆ AAA模拟器， STC环境。 ◆ 模拟仪相同位置。 ◆ 封装使其稳定。 ◆ 结果： ◆ 未封装，光衰使其初步稳定，规定有限使用寿命。 ◆ 结果：上一级校准设备后测试，连续三次取中间值。 一 级级标准输出信25 ℃，二 级，二级标准输25×一 级级标准的校准 ℃， 引 用 差 异 增 加 ◆ 硅片性能要求（核心快、氧碳含量、 PL）。 ◆ 电池外观筛查。 ◆ 电池电参数筛查（效率、漏电流、并联电阻）。 ◆ 光衰预处理（户外、室内环境、辐照量要求）。 ◆ IV设备校准要求（电流、电压、效率等）。 ◆ 结果筛查（重复测试，因设备稳定导致的异常剔除） ◆ 储存条件、使用寿命、校准周期等。 ◆ 应用在产线的工作标准电池与封装用于设备的标准 电池使用及制作情况有较大差异， IEC标准未对应用 于产线校准的工作标准电池进行详细要求。 晶体硅工作标准电池制作规范 四、现阶段标准研究成果 该标准现阶段研究成果： （ 1）已组织针对常见的电池种类（ P型多晶、 P型单晶、 N型单晶、 P单 PERC等）进行 LID测试，以确定制 作工作标准电池时光衰预处理的累计辐照量的确定，即满足初步稳定，兼顾实际操作性。 （ 2）针对产线使用的工作标准电池，频繁的磨损和探针接触，已经被实验证明，可以导致工作标准电池 的效率快速衰减，故对其使用寿命的约束，对校准稳定性尤为重要。 （ 3）以多晶为例，通过实验验证，核心硅块的选择（剔除边缘、顶底红区硅片），可以有效提高工作标 准电池的稳定性（储存及使用）。故该措施，应根据实际条件推荐使用。 该标准立项后，需重视并解决的问题： 不同 IV模拟仪设备类型、电池产品分类规则导致的 效率校准及电流校准之争 。预估可采用分类要求的方 法兼顾两种选择，目前未进行行业内详细统计和征求意见。 晶体硅工作标准电池制作规范 欢迎各位专家提出宝贵意见！ 谢谢！