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 1.1+ohm.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 PERC(2018.9~2018.10) 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 5~10%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% 0.6%0.2% 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： 2018.12~2019.3 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 2018.1~2019.3 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 EVA+0.4mm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