无机碱刻蚀制备无氮PERC高效率太阳电池的研究-张震华

绍兴拓邦电子科技有限公司 技术创新 客户合作 拓邦科技版权所有 张震华 博士 14th CSPV 西安 2018-11-09 绍兴拓邦电子科技有限公司拓邦科技版权所有 2 背景介绍 碱刻蚀工艺介绍 碱刻蚀工艺结果 绍兴拓邦电子科技有限公司 降本提效是光伏发展的始终主旋律 拓邦科技版权所有 3 革命性变化 HJT/IBC 23% + 效率增长 造价降低 过去 标准工艺 18 – 19% 革新性发展 PERC/MWT/TOPCon 19 – 23% • 表面优化 • 界面优化 • 结构优化 • 全新的电池结构设计 • 全新的生产工艺流程 • 全 新的电池材料 •表面 /界面控制越来越精细 •材料纯度要求越来越高 •工艺结果要求越来越挑剔 •成本控制越来越严 •生产规模越来越大 •管理要求越来越高 绍兴拓邦电子科技有限公司 PERC电池背表面工艺要求  背钝化镀膜  技术多样性： PECVD-AlOx、 ALD-AlOx、 PECVD-SiNOx  工艺要求高：膜层厚度薄，均匀性好  背面金属化  激光开槽均匀性  金属电极制备质量  技术发展趋势要求  微晶硅（ Poly-Si)/不定型硅 (a-Si)镀膜 拓邦科技版权所有 4 • 背表面无复杂微细结构 • 背表面高平整度 /可控大尺寸结构 绍兴拓邦电子科技有限公司 PERC电池成本控制 拓邦科技版权所有 5  废水总氮中硝酸盐氮、亚硝酸盐处 理成本高  刻蚀段所用硝酸是硝酸盐氮的主要 来源  总氮处理成本超过 1200万元 /GW年  环保法规越来越严，地方准入问题 6分 /wfr 绍兴拓邦电子科技有限公司拓邦科技版权所有 6 制绒 扩散 刻蚀 /抛光 退火 PECVD镀膜 丝网印刷 背面刻蚀 碱洗 去正面 PSG 水洗 链式链式 链式 链式 HNO3， HF HFKOH 传统方案： 拓邦方案： • 大量使用硝酸，废水处理 成本高，化学品成本高 • 常规 PERC酸抛反射率低， 电池效率有限 • 双面 PERC背面结构不可控， 双面率低 • 无氮工艺 (硝酸 Free,HF降 低），化学品成本低 • 反射率高 10%，电池转化 效率提升 0.15%； • 双面 PERC背面结构可优化， 双面率超过 80% 槽式 去背面 PSG 碱刻蚀 后清洗 去正面 PSG 链式 槽式 槽式 HF KOH, 添加剂 HF PERC电池无氮高效刻蚀解决方案 Standalone equipment 绍兴拓邦电子科技有限公司拓邦科技版权所有 7 碱刻蚀添加剂保护正面 PSG不被 OH-刻蚀 碱刻蚀添加剂加速抛光HF去除背面及侧边 PSG 碱刻蚀化学品：添加剂 +无机碱 链式酸环境 化学品： HF 槽式碱环境 化学品：无机碱 +碱刻蚀添加剂 绍兴拓邦电子科技有限公司 碱刻蚀工艺要求  背面平整度要求：效率增益体现  工艺适用范围： PERC及 PERC+电池工艺兼容性  工艺稳定性：工艺寿命、良率  设备成熟度：投资风险控制、引入成本  工艺成本：化学品成本、废水处理成本 拓邦科技版权所有 8 绍兴拓邦电子科技有限公司 碱刻蚀工艺表面处理效果 拓邦科技版权所有 9 碱刻蚀表面更平整， 没有表面微细结构 • 镀膜均匀性更好 • 表面积更小 更优异的钝化效果 更大的未来潜力 碱刻蚀 酸刻蚀 碱刻蚀 酸刻蚀 绍兴拓邦电子科技有限公司拓邦科技版权所有 10  碱刻蚀 减重 0.25g， 相比于 HF/HNO3酸 刻蚀 ，效率增益超过 0.15%  效率增益同时体现在电流与电压的提升上  碱刻蚀与电池正面 SE技术完全兼容  配合产线后道工艺的匹配与优化，碱刻蚀产线效率还在稳定提升之中 常规 PERC Eta Voc Isc FF Rsh Rs 酸刻蚀 21.64 0.672 9.715 81.05 514.32 1.66 碱刻蚀 21.86 0.676 9.762 80.98 865.28 1.82 碱刻蚀工艺的技术兼容性 PERC+SE Eta Voc Isc FF Rsh Rs 酸刻蚀 21.95 0.680 9.891 79.81 274.35 1.89 碱刻蚀 22.10 0.685 9.902 79.68 228.55 1.77 PERC+MWT Eta Voc Isc FF Rsh Rs 酸刻蚀 22.10 0.6614 10.190 79.98 638.88 79.98 碱刻蚀 22.28 0.6630 10.191 80.49 646.96 80.49 绍兴拓邦电子科技有限公司 碱刻蚀工艺量产稳定性 拓邦科技版权所有 11 目前量产寿命已超过 160批 还在持续增加  槽式碱刻蚀杜绝了皮带印 /滚轮印造成的 EL不良  硅片减重还有进一步下调空间，降低碎片率  国内已实现碱刻蚀量产产能 1.5GW+ 绍兴拓邦电子科技有限公司 碱刻蚀设备需求  碱刻蚀设备组成  链式去背面 PSG设备  自动化机械臂（可选）  槽式碱刻蚀设备  设备成熟度高  设备产能大：超过 6500wfr/hr  设备可集成 拓邦科技版权所有 12 绍兴拓邦电子科技有限公司 总结 拓邦科技版权所有 13 PERC PERC+SE PERC+TOPCon 碱刻蚀 效率增加 0.15以上 成本降低 7分 /wfr 提效 降本 绿水青山，才是金山银山 替代常规酸刻蚀工艺 设备简单、良率高、产能大 成熟 绍兴拓邦电子科技有限公司 拓邦核心技术 拓邦科技版权所有 14 制绒 扩散 刻蚀 镀膜 印刷 硅 /水界面控制 硅片表面清洁 OH-+Si反应控制 HNO3/HF+Si反应控制 OH-+SiO2反应控制 HF+SiO2反应控制 单晶制绒 多晶制绒 NaOH/KOH抛光 酸抛硝酸降量 碱边缘刻蚀 降本提效 绍兴拓邦电子科技有限公司 绍兴拓邦科技为您提供 拓邦科技版权所有 15 单晶 制绒 TB系列产品  高效率 — 提高 PERC电池效率 0.1%  高产能 — 6min\10min制绒时间 碱 刻蚀 BP系列产品  高性能 — 提高电池效率 0.15%  高环保 — 无氮工艺， PERC电池无需硝酸 硝酸 降量 NP系列产品  高性能 — 低硝酸用量、高反射率  高环保 — 降低硝酸用量，降低含氮废水处理费用 工艺 服务 整线工艺调试服务  保证电池效率提升  设备调试及改造 绍兴拓邦电子科技有限公司 感 谢聆听 ! 联络人：张震华 电话： +86-13658059121 Email： zzhang@toponetech.com.cn 拓邦科技版权所有 16