单晶高效电池金属化技术及应用-李宁

常州聚和新材料股份有限公司 CHANGZHOU FUSION NEW MATERIAL CO., LTD 单晶高效电池金属化技术及应用 METALLIZATION TECHNOLOGY AND APPLICATION OF HIGH EFFICIENCY MONO SOLAR CELLS —— 汇报人：李宁 —— 2018-11-09 常州聚和新材料股份有限公司 CHANGZHOU FUSION NEW MATERIAL CO., LTD CO N TE N TS 第一部分 聚和简介 第二部分 单晶市场发展及金属化需求 第三部分 P型 PERC单晶电池金属化技术 第四部分 N型双面及 TOPCon金属化技术 第五部分 HJT异质结电池金属化技术 Confidential Fusion 2018 All Rights Reserved. 应用案例 2015年 8月成立 注册地址 : 常州市新北 区新竹 2路 88号 01 成立 ISO9001质量体系 拥有自主知识产权 高新科技公司 02 公司 保障 30多名专职研发人员 设备投资： 2000万 研发投入 700万 /年 03 研发 能力 常州工厂 （ 一期 ） 正银： 20T/month 背银： 10T/month 二期：筹建中 04 产能 05 产品 正银：多晶 、 黑硅 、 单晶 /PERC、 N型双面 ， HJT 背银：常规 、 PERC 06 客户 国内 : 已通过 60+客户认证 海外 : 远销东南亚及印度 在 30+以上客户量产出货 常州聚和新材料股份有限公司 日本 Yamagata 大学，硕士学位 杜邦公司 工作 18年（ 1985~2003） 先后从事品质管理 , 生产工艺管控 , 研发 , 产品开发管理等 , 全球研发部门管理者 ， 负责等离子显示面板 、 RC组件 、 汽车 、 电信 、 混合集成电路等浆料的开发与推广 三星 SDI 工作 13年（ 2003~2016） 建立 PDP及太阳能电池业务 三星浆料事业部副总裁 拥有 62项专利 冈本珍范领军人物 常州聚和新材料股份有限公司 5.31后国内电池片市场开工率变化 国内不同电池片产能市场开工状况 P型 PERC N型双面及 TOPCon HJT异质结单晶市场 90% 65% Before 5.31 After 5.31 100% 50% Tier 1 (2GW) Tier 2 (1GW) Tier 3(500MW) (85% 单多晶电池市场占比变化趋势 正面银浆市场变化趋势 5.31后 ， 市场急转直下 ， 与此同时单晶硅片价格不断降低 ， 高效低价所 带来的性价比优势 ， 促使单晶电池市场迅速扩充 。 由于市场对于降本的需求愈发急迫 ， 促使了国产浆料持续增加了市 场占比 ， 预计到 2019年可以超过进口的市场占比 。 P型 PERC N型双面及 TOPCon HJT异质结单晶市场 Before 5.31 18Q3 100% 50% Poly Mono 18Q4 2019 160 100 Import Domestic Before 5.31 Now 2019 50% 20% 30% 40% 80 36.7% 41.2% 49.8% Domestic ratio 电池技术发展趋势 P型单晶 vs N型单晶 进入 2018年后 ， P型单晶 PERC产能及出货呈爆发式增长 ， 带动了 这个单晶市场的繁荣发展 。 P型 PERC N型双面及 TOPCon HJT异质结单晶市场 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 2016 2017 2018 2019 2020 Multi Multi PERC P-type Mono P-type Mono PERC N-type Mono Thin Film 类目 P型 N型 成本 硅片 低 高 设备 低 高 材料 低 高 设备产能 高 低 量产效率 20~22% ≥ 21.5% 单 /双面 单、双 双 双面率 70% 90% 组件衰减 高 无 当前产能 40GW 4GW 通过对比 ， 由于成本优势 ， 当前市场仍然以 P型为主 ， N型仍 有较大的成长空间 。 *Source from PV-Infolink 单晶市场 N型双面及 TOPCon HJT异质结P型 PERC 1、细线化 ➢ HOR： 25~26μm→ 22~23μm ➢ 高目数网： 29~30μm→ 25~26μm ➢ 实际印刷线宽： 40~44μm→ 35~37μm P型单晶及 PERC金属化技术发展方向 3、匹配 Al2O3/SiO2/SiN等 钝化膜 ➢ 兼容边缘绕镀问题 ➢ 匹配双面钝化膜 2、低单耗 ➢ 0.1g → 0.08g ➢ 5BB → MBB 同时保证焊接可靠性 4、匹配激光 SE工艺 ➢ 高目数网版上更高的印刷 分辨率 ➢ 更低的电极接触区复合 ➢ 更低的接触成型温度 Confidential Fusion 2018 All Rights Reserved. 浆料流变特性 上一代 Low thixotropic 当代 High thixotropic paste 下一代 Pseudoplastic paste Recovering step ƞ The printing moment t Flooding step 200rpm Viscosity 10rpm Viscosity Shear rate raise up to 10000s-1 (=40000rpm) ⚫ 上一代：过墨性 & 塑型性 ⚫ 当代： 高塑型 ⚫ 下一代：高过墨性 & 高流平性 更低的高剪切粘度 窄线宽的高过墨性 更窄的实际线宽 & 高印刷分辨率 相对慢的粘度恢复 更好的流平性 更好的印刷平整性 Confidential Fusion 2018 All Rights Reserved. 单晶市场 N型双面及 TOPCon HJT异质结P型 PERC Glass layer Si-before Si-after The thickness of glass layer and etch condition on Si by SEM Glass 1 Glass 2 Good flowability and react with Si wafer of glass can increase contact area and achieve better performance Bad Good Area Width Thickness Uoc/v Eff /μm /μm Glass 1 5357.1 1053.3 5.09 0.657 21.45% Glass 2 2404.7 1045.6 2.3 0.661 21.61% Better flowability 玻璃状态 表现 1 玻璃层在单晶绒面上的金字塔顶与塔底都形成接触，接触越好 更优的 EL、更低的 Rs、更低的接触成形温度 2 玻璃体与硅的浸润越好，界面玻璃层越薄 更少的电极区复合、更高的 Voc、更高的电池效率 单晶玻璃接触分析 单晶市场 N型双面及 TOPCon HJT异质结P型 PERC 钝化膜材质对接触界面的影响 Without Al2O3 layer With Al2O3 layer Fig.1 Fig.2 Fig.3 Fig.4 Fig.1,2 无 Al2O3层，玻璃对膜的腐蚀较均匀 Fig.3,4 有 Al2O3层，玻璃对膜的腐蚀集中在局部 氧化铝熔入玻璃体系的作用 ◆ 提高玻璃 Tg，影响流动性 ◆ 控制玻璃对硅片的腐蚀深度 ◆ 增强与 Si反应 l l l l l l l l l l l l l l l p p p p p p p p p p p p p 2 5 6 . 7 4 ° C ( H ) 0 . 0 0 7 1 0 0 W / g 3 1 0 . 4 2 ° C 2 9 0 . 1 1 ° C 2 7 6 . 2 7 ° C ( H ) 0 . 1 2 6 8 W / g 3 4 9 . 2 0 ° C 3 2 7 . 8 8 ° C -2 -1 0 1 2 Heat Flow (W/g) 0 100 200 300 400 500 600 T em p er at u r e ( ° C ) 1 8 0 7 0 9 - N F 5 1 5 b - 1 8 0 6 2 1 .0 0 1––––––– 1 8 0 7 0 9 - N F 5 1 5 b - Pt- 1 8 0 7 0 4 .0 0 1– – – – E x o U p U n i ve r sa l V 4 . 5 A T A I n st r u m e n t s 310.42℃ 349.20℃ Without Al2O3 With Al2O3 单晶市场 N型双面及 TOPCon HJT异质结P型 PERC 客户 应用类型 网板 PA 型号 Uoc Isc Rs Rsh FF NCell 网板类型 目数 -线径 纱厚 -膜厚 副栅开口 A 常规单晶 高目数 430-13 21-13 29 0.100 BL-1 0.6441 9.555 1.58 579 81.06 20.42% 0.099 M3H1 0.6440 9.561 1.60 584 81.05 20.43% B 常规单晶 无网结 400-16 25-13 25 0.108 BL-2 0.6428 9.480 0.98 1278 82.26 20.52% 0.110 M3H1 0.6431 9.490 0.98 1104 82.31 20.56% C 单晶 PERC 无网结 400-16 25-14 28 0.103 BL-3 0.6660 9.931 2.74 159 79.83 21.64% 0.101 M3H 0.6652 9.944 2.72 277 79.79 21.63% D 单晶PERC+SE 高目数 380-14 20-12 28 0.100 BL-4 0.6749 9.800 1.55 214 81.44 22.05% 0.100 M3H1 0.6733 9.821 1.34 392 81.46 22.05% E 单晶ALD PERC + SE 高目数 380-14 20-12 28 0.100 BL-5 0.6718 9.766 1.67 257 81.14 21.79% 0.099 M3D 0.6727 9.790 1.58 427 81.14 21.87% F 单晶ALD PERC+ SE 高目数 430-13 20-14 29 0.096 BL-6 0.6752 9.867 2.22 738 80.30 21.897% 0.099 M3D1 0.6748 9.884 2.19 661 80.38 21.943% P型单晶测试数据 单晶市场 N型双面及 TOPCon HJT异质结P型 PERC N型双面电池金属化技术 Fig(a) Cross-section of EarthON cell,which is N- type bifacial cell. Fig(b) Manufacturing process of EarthON N型正面特点： ◆ P+浓度最大区域不在表面 ◆ 正面银浆需要强腐蚀性 ， 以 形成更好的接触 ◆ N型正银电极接触区复合远高 于 P型正银 N型正面银浆的技术关键： ◆ Ag/Al浆 ， 怎样控制 ‘ Al刺 ’对电池 Voc 的影响 ◆ 纯 Ag浆 ， 怎样在更低温度下形成好的 金属 -半导体接触 P型正面电极腐蚀状态 N型正面电极腐蚀状态 单晶市场 HJT异质结N型双面及 TOPConP型 PERC TOPCon电池技术优势： ◆ 易兼容现有的 PERT产线 ◆ 改善 PERC电池背面电流聚集现象 ◆ 显著降低电极接触区复合速率，获得更高 Voc 关键技术： ◆ 正面 SE+氧化铝 /氮化硅钝化 ◆ 背面 TOPCon结构 ◆ 正面电镀 /背面 PVD-Ag 使用 Screen-printing替代电镀技术实现金属化 ◆ 成本更低，更易实现工业化 ◆ 兼容现有产线金属化技术 ◆ 正面与氧化铝 /氮化硅钝化接触的优化 ◆ 背面银电极形成与 Poly的匹配 T O P C o n电池金属化技术 单晶市场 HJT异质结N型双面及 TOPConP型 PERC 1. 实现更低的 B面接触电阻 a. 以烧结助剂替代 Al金属，在降低线电阻的同时，优化掺杂效果 b. 通过浆料无机组分掺杂及热扩散组分的设计，提升电极接触区的掺杂浓度，降低接触电阻 2. 实现更低的 B面电极区复合 a. 通过提升有效接触面积提升接触，并降低金属浆料腐蚀性 b. 降低接触成型温度 3. TOPCon背面浆料降低对 Poly的影响，提升 Uoc和 FF a. 降低玻璃体对硅基材的腐蚀性 b. 降低接触成型温度 4. 银浆成本的下降 a. 印刷方式优化，如多主栅 MBB，两次改分次印刷等 N型电池金属化技术的发展方向 单晶市场 HJT异质结N型双面及 TOPConP型 PERC  工艺温度高： 800℃  不能适用于 HJT电池 （工艺温度 2N 4BB Mono 2016.6 35~40μm print R□: 75~85Ω Eff: 19.8% HOR print From 2017 0.1% high DW & Black Silicon From 2017.6 Additive & BS for DWC Line broken prevent High P/S needed Mono+PERC 2018 Eff 21.5% SE & ALD bifacial Zero line Broken TOPCon/HJT 2019~2020 Non-Busbar N-type wafer Low temp(150℃ ) firing 技 术 发 展 趋 势 常州聚和新材料股份有限公司 聚和产品 Roadmap 聚和银浆 2016 2017 2018 2019 F-series 多晶 Slurry DWC/MCCE Double/Dual Print M-series 常规单晶及 PERC ALD双面 PERC P-series PERC型背银 T-series HIT低温银浆 CSP-F2x CSP-F3Bx CSP-F3Kx CSP-F3Dx CSP-F3Hx CSP-F4Hx CSP-F5Hx CSP-F1D/F2D CSP-F3Mx CSP-M2Cx CSP-M2Hx CSP-M3Hx CSP-M4HxCSP-M1x CSP-M3Dx CSP-M4Dx CSP-T1x CSP-T2x CSP-P2x CSP-P3xCSP-P1x 地址：研发中心：上海市青浦区徐泾镇双浜路 1号 工 厂：江苏省常州市新北区新竹二路 88号 电话： 021-39889681 0519-81237519 邮箱： alex@fusion-cz.com 常州聚和新材料股份有限公司 上海 常州聚和 您值得信赖的伙伴 微信二维码