2022晶體硅太陽電池制造技術

晶體硅太陽電池制造技術新進展目錄1.晶體硅太陽電池研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2.晶體硅太陽電池制造技術發(fā)展3.薄晶體硅太陽電池發(fā)展晶體硅太陽電池具有堅實的技術基礎及成熟的生產工藝實驗室最高效率：單晶24.7%、多晶20.3%；生產效率：單晶14%~17%、多晶13%～16%。展主要太陽電池分類比例44446513101073637354150524842

ribbonthinfilmmonoSimultiSi單晶硅、多晶硅太陽電池比較MultiSiMonoSiAdvantages:WaferareaincreasePronouncedcostreductionpotentialFullysquaredChallengesDevelopmentof<200μmwaferandcelltechnology

Advantages:Highefficiencypotential(onthinwafers<200μm)ThinwaferandcelltechnologyChallengesDegradationofsolarcellsReducedpackagingdensityinmodules云南師大云南師大太陽究究所BestPVmaterial:stillopenquestion!BestPVmaterial:stillopenquestion!現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢新結構高效電池激光刻槽掩埋電極太陽電池發(fā)射極鈍化背局域擴散太陽電池HIT電池傾斜蒸發(fā)電極太陽電池（OECO）隱蔽性發(fā)射極穿孔太陽電池表面織構多晶硅太陽電池激光刻槽掩埋電極太陽電池 Titanium dioxidecoated front surface

Plated,laser- grooved contactsp+ BSF

Single-step em ittergroove diffusion

Rearm eta發(fā)射極鈍化背局域擴散太陽電池

AdvantagesofPERLCells:1-cmWackerFZwaferwithhigh

minoritycarrierlifetimeinthesubstrates.p+rearcontact

oxide

surfacestoreducesurfacerecombination.in

Ti/Pd/Agreducescontactarea.HIT太陽電池20%效率傾斜蒸發(fā)電極太陽電池（OECO）ISFHOECO(ObliquelyEvaporatedContact)solarcellstructuredevelopedatISFH.PECVDdepositedSiNisusedforsurfacepassivation,withlowrecombinationfrontMISmetalcontact.隱蔽性發(fā)射極穿孔太陽電池Emitter-WrapThroughSolarCell表面織構多晶硅太陽電池19.8%19.8%多晶硅太陽電池17.7%的大面積多晶硅太陽電池晶體硅太陽電池效率EfficiencyofcrystallinesiliconsolarcellsEffAreaVoc(V)Jsc(mA/FF測試機構完成單位Cells(%)(cm2)cm2)(%)Si(crystalline)24.74.000.70642.282.8Sandia(3/99)UNSWPERL[[i]]Si(multicrystalline)20.31.000.66437.780.9NREL(x/04)FhG-ISE(99mthickness)[[ii]]SiFhG-ISE(218m(multicrystalline)19.91.000.65338.878.6FhG-ISE(x/04)thickness)[22]Si(multicrystalline)19.81.090.65438.179.5Sandia(2/98)UNSW/Eurosolare[21]Si(largemulticrystalline)17.61440.63235.977.7FhG-ISE(x/03)UniversityofKonstanz,BPSolar[[iii]]Si(supportedfilm)16.60.980.60833.581.5NREL(3/97)AstroPower(Si-Film)[[iv]]2、晶體硅太陽電池制造技術發(fā)展太陽電池產業(yè)技術發(fā)展趨勢總目標： 提高電池的轉換效率和降低成本手段：提高生產規(guī)模、提高生產控制水平提高太陽電池轉換效率，降低單位成本逐步將實驗室高效太陽電池的概念應用于規(guī)?；a開發(fā)規(guī)模化生產新技術向更薄的基片發(fā)展，降低材料成本提高生產效率，降低生產成本適度采用更大面積的基片采用高效自動化生產線等太陽電池生產設備的發(fā)展貼近工藝，具有更高的控制精度高自動化，提高生產效率，有利于生產穩(wěn)定產能大幅提高，適應大面積、薄片生產設備投資增大125mm、150mm系列電池成為標準產品10.95太陽電 0.9池成本0.850.8

100*100125*125150*150175*175210*210太陽電池尺寸相同制造破損率 不同制造破損率 遞增的制造破損率0.9

25MW設備投資與效率增加值平衡示意圖（以投資回收期3年計）720

900810效率增加值（%效率增加值（%）0.50.30.1

18090

270

450360

630540設備投資（萬美元）晶體硅太陽電池主要產業(yè)技術原材料的制備硅片生產表面織構擴散（去邊p-n結）減反射膜制備電極印刷及燒結組件封裝原材料的制備砂子（石英巖）還原為冶金級硅（SiO2+2C→Si+2CO）SiO2Si砂子（石英巖）還原為冶金級硅（SiO2+2C→Si+2CO）SiO2Si低成本的冶金級硅提純?yōu)樘柲芗壒鑃i SiSiSi冶金級硅提純?yōu)榘雽w級硅（Si+3HCl→SiHCl3+H2）（SiHCl冶金級硅提純?yōu)榘雽w級硅（Si+3HCl→SiHCl3+H2）（SiHCl3+H2→Si+3HCl）SiSiHCl3SiHCl3Si硅片生產直拉單晶硅鑄錠多晶硅定向凝固法澆鑄法片狀多晶硅帶狀多晶硅多線切割技術世界最大的直拉單晶硅生產基地—河北寧晉ViewofthecastinghallofDeutscheSolarAGCastedsiliconblock（270kg）剖錠機Siliconcolumnscomingfromoneblock多線切割技術多線切割技術定邊生長帶硅化學處理及單晶硅制絨化學處理通過化學腐蝕，消除切片過程中的損傷。單晶硅制絨在硅片表面形成微小金字塔形絨面，減少對陽光的反射。掃描電鏡下絨面電池表面外貌多晶硅表面織構多晶硅表面織構新型的表面織構技術擴散形成p-n結對摻雜硼的p型硅片進行n雜質P成p-n結。氣態(tài)源擴散涂源擴散快速擴散快速擴散技術快速擴散技術快速擴散技術石英繩步進傳輸模式石英管式連續(xù)擴散爐Thenovelopenquartztubediffusionsystemcombinestheadvantagesofthecontinuousprocessingtypicalforconveyorbeltfurnacesandcleanlinessofclosedquartztubefurnaces.等離子體周邊腐蝕除去電池片周邊結制減反射膜APCVDTiO2減反射膜：Ti(OC3H7)水解反應，積。PECVD制減反射膜及鈍化層PECVD制減反射膜及鈍化層PECVD制減反射膜及鈍化層PECVD制減反射膜及鈍化層發(fā)展趨勢制備雙層減反射膜提高表面鈍化和體鈍化效果電極印刷與燒成背電極印刷，干燥背場印刷，干燥精細電極印刷電極燒結電極印刷與燒成電極漿料要求：適應細柵線的制備適應更高的擴散方塊電阻范圍。子濃度，減少表面復合。使?jié){料在電極燒結過程中能選擇性地溶解減反射膜TiO2或SiN，并避免過深地進入硅體中。熱熔漿料印刷技術熱熔漿料熔點為50℃～80℃印刷完后由于溫度低于熔點漿料立即變成固體，省去了150寬度。ASYS金屬網(wǎng)流水線ASYS破損控制PC用戶界面設定晶片邊緣破損容忍值晶片準正方形園角度晶片格式化設置光檢旋轉盤旋轉角度設定新的絲網(wǎng)印刷技術高速1300片/小時能適應薄至100微米的硅片太陽電池測試分檔光焊機層壓封裝機全自動的組件封裝線3、薄晶體硅太陽電池發(fā)展薄基片的挑戰(zhàn)薄基片的脆性、易碎吸收系數(shù)較低，標準硅片需要500微米厚度需要好的陷光結構背面的薄二氧化硅反射層特殊的電極制備技術（LFC激光燒結電極）目前實驗室結果：70微米厚，效率20.7%薄晶體硅太陽電池主要技術在線等離子體刻蝕技術用于表面織構和去邊p-n結。快速熱處理技術減少手工操作，提高自動化的重要技術手段。介質鈍化技術陷光技術克服薄晶體硅光吸收系數(shù)小的關鍵技術。在線激光技術(LFC)用于形成背電極或去邊p-