硅片材料对单晶PERC电池性能影响的研究-霍亭亭

For A Better World Environment and Future 2018 霍亭亭，连维飞，胡 党 平，魏青竹 苏州腾晖光伏技术有限公司 硅片材料对单晶 PERC电池性能影响的研究 1 公司简介 2 PERC电池发展概况 3 实验设计及结果 4 结论及下一步计划 目录 1 公司简介 2 PERC电池发展概况 3 实验设计及结果 4 结论及下一步计划 目录 公司简介 2010 4GW 5GW 总资产 25亿美元 全球员工超 6000名 权威奖项超 60项 2.5billion 6,000employees 60 2010年成立 电池全球年产能 4GW 光伏组件全球年产能 5GW 公司具有全球领先的技术和研发能力，引进 目前世界上最先进的全自动生产线设备，是 国内光伏行业中少数通过 VDE生产全过程质量 认证的企业。现公司成为行业中最具质量保证 的光伏制造商，是中国光伏“领跑者”计划一 级认证企业。 1 公司简介 2 PERC电池发展概况 3 实验设计及结果 4 结论及下一步计划 目录 PERC电池发展概况 PERC 成本 效率 增加背钝化 增加激光开槽 显著降低背表面复合， J0＜ 100fA/cm2，提高 Voc 增加背表面内反射， 提高 Isc 在 Al-BSF电池基础上， PERC是目前可量产化 高效 电池的最佳选择 • 截止 2018年， PERC市场占比约 30% • 预测非常保守，至 2020年， BSF估计全被 PERC替代 • 未来十年， PERC在光伏电池市场依然是霸主 PERC电池发展概况 PERC降本增效路径 技术 设备 材料 • 硅片材料的质量提升 • 网 版、金属浆料等材料的发展应用 PERC+ 技术的发展，如叠加 SE、背面碱抛光等 设备的升级改造、迭代更换，更稳定可靠优化 验证与目前单晶 P-PERC工艺匹配度较高的、得到更高电池 转换效率的硅片材料 1 公司简介 2 PERC电池发展概况 3 实验设计及结果 4 结论及下一步计划 目录 实验设计及结果 实验前 ：用 PC1D模拟硅片电阻率、少子寿命对 PERC电池效率的影响 20.60% 20.80% 21.00% 21.20% 21.40% 21.60% 21.80% 0.6 1 1.4 1.8 2.2 EFF. RESISTIVITY 100μ s 300μ s 500μ s 700μ s Resistivity(Ω •㎝ ) 20.80% 21.00% 21.20% 21.40% 21.60% 21.80% 100 300 500 700 900 EFF. LIFETIME 0.6Ω. cm 1Ω. cm Lifetime(μ s) 模型 电池：边长 156.75mm；厚度 180μm • 低电阻率和高少子寿命的结合有利于提高 PERC电池的光电转换 效率 ； • 随着 硅片少子寿命的不断增高，电阻率对电池效率的影响作用 越来越小 ， 如图， 若 硅片的 少子寿命 比较 高（ ﹥ 500μ s），硅 片电阻率对电池转换效率的影响作用会消弱。 实验设计及结果 实验一： 硅片碳和 氧含量 等 保持 不变时，研究电阻率和少子寿命对 PERC电池效率的影响 分组 数量 Resistivity[Ω •㎝ ] Lifetime[μ s] 1 400 1.6 270 2 400 1.3 230 3 400 1.0 180 4 400 0.7 170 分组 Isc[A] Uoc[V] FF[%] Eff[%] 1 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 2 1.0002 1.0015 1.0086 1.0104 3 0.9969 1.0000 1.0083 1.0047 4 1.0003 1.0045 1.0126 1.0175 原 硅片信息 四组单晶 PERC电池电性能结果： 结论： • 硅片 低电阻率有利于用现有工艺制程的 PERC电 池效率 提升 • 和 少子寿命相比 ， 硅片电阻率是影响电池效率 最主要的 因素 实验设计及结果 实验二：将样品放量，进一步验证 电阻率对 PERC电池效率的影响 分组 Resistivity[Ω •㎝ ] Isc[A] Uoc[V] FF[%] Eff[%] 1 0.5 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 2 0.7 0.9986 0.9970 1.0000 0.9958 分组 数量 Resistivity[Ω •㎝ ] 1 2000 0.5 2 2000 0.7 原 硅片信息 四组单晶 PERC电池电性能结果：  电阻率 为 0.5的实验组电池平均效率高 于电阻率为 0.7的 实验组  进一步 验证了低电阻率的 P型单晶硅片 与目前常规 PERC工艺更匹配 、 电性能 更 优 实验三：将两组仅电阻率有差异的电池片做光衰（ LID）实验 实验设计及结果 测试电池：电阻率分别为 0.5和 0.7Ω •㎝ 各 20片 两组电池 测试条件： 5 kW· h， 60 kW· h， 120 kW· h 左图 为两组电池三种光衰测试条件下的效率衰减 结果  电阻率为 0.5Ω •㎝ 的电池组在 120h内的光衰程度大于 0.7Ω •㎝ 电池组  电池的光衰（ LID）程度随着硅片电阻率降低而增加 1 公司简介 2 PERC电池发展概况 3 实验设计及结果 4 结论及下一步计划 目录 结论及下一步计划  结论： 从实验测试和理论模拟双重方面 验证 了： 1. 低 电阻率、高少子寿命的单晶 P型原硅片与目前单晶 PERC电池 工艺 匹配度更高、更有利于提高电池转换效率 。 2. 在 当前主流的硅片供应商能力范围内 ， 硅片电阻率对电池效率 的影响大于少子寿命的影响。 3. 硅片低电阻率能提高单晶 PERC电池效率，但同时，也导致电池光衰 程度的增大。  下一步计划： 1. 选用低电阻率硅片制作单晶 PERC电池，可以通过降低原硅片中的氧含量 提高电池光衰性能。 2. 可使用掺 Ga硅片制作单晶 PERC电池。 Thanks for your attention! 苏州 腾晖光伏科技有限公司 致力于成为全 球领先 的产品 设计、研发、制造、 应用 一 体化 的方案提供 商