CTO专栏|高效太阳能电池的明星---PERC

倪志春 来源:太阳能发电网 编辑:admin CTO高效太阳能电池PERC
随着市场端对高功率的需要不断扩大,PERC电池各工序配套设备、辅料供应商和硅片质量的不断提升,以及电池和组件工艺的不断进步,PERC电池成为各大电池厂家产线升级和扩产新线的首选

PERC电池的光衰,之前一直是困扰电池生产厂家和客户的问题,但通过业内的不断研究和突破,目前找到了两种方式来控制光衰达到了可接受范围。
其一是降低或避免B-O对的出现,如使用掺镓硅片、控制硅片内的氧含量;其二是对电池片通过在一定温度下进行光、电注入,使B-O对中性化不会吸附产生的少数载流子,从而减少光衰,设备厂家有Centrotherm、科隆威、Schmid、时创等。
随着市场端对高功率的需要不断扩大,PERC电池各工序配套设备、辅料供应商和硅片质量的不断提升,以及电池和组件工艺的不断进步,PERC电池成为各大电池厂家产线升级和扩产新线的首选,实验室最高效率不断创出新高。
2018年5月,晶科能源高效p型单晶电池经过中科院太阳光伏发电系统检测中心的测试认证,转换效率达到23.95%,主要应用技术是低电阻率高少子寿命的单晶硅片,正面RIE以及多层减反工艺、SE工艺、氧化技术以及背面钝化工艺。
2017年10月,晶科能源高效P型多晶电池经过德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所下属的检测实验室验证,转换效率达到了22.04%,主要应用技术是高质量工业级硼掺杂多晶硅片,使用高质量的陷光、钝化技术及抗光衰等先进技术。
最高效率记录得到不断刷新代表了中国光伏制造企业的产品工业化不断实现突破,越来越接近国际实验室效率,目前PERC电池行业内的平均效率在21.3%-21.8%左右,苏州腾晖光伏技术有限公司作为“全球光伏企业20强”“中国光伏企业20强”的企业,PERC电池现近有400MW的产能,产品经过不断的研发和升级,现在大批量出货的单晶PERC电池平均效率达到21.65%左右,处于行业内领先地位。量产化的单晶PERC电池经过第三方认证效率达到22.31%,组件效率达到18.9%;而多晶PERC电池经过第三方认证效率达到21.01%,组件效率同样达到18.9%。

图6. PERC电池市场份额和效率的预测

2018 ITRPV的报告(见图6)预测,PERC电池市场份额在2020年以后将超过50%(实际上估计占比到85%以上),占据主要地位;PERC电池的效率将在2020年后在24%左右(这可能会与目前央企、很多企业疯狂投资的HIT电池项目形成强烈竞争),效率的提升这无疑将进一步降低光伏产品应用的成本。
随着PERC电池技术的不断发展成熟,PERC电池最高效率第三方测试得到的最高值和理论极限已经很接近了,新结构电池量产突破需要的成本投入将是指数式提升;另外,PERC电池的衰减问题随着效率的提升也更加突出,虽然通过光、电注入可以缓解B-O对导致的LID情况,但是越来越多的研究表明,单晶PERC同样存在LeTID的衰减问题,这些在很大程度上影响了PERC电池的性价比。展望未来,后PERC时代晶体硅电池的高效之路如何得到进一步突破呢?从上文提到的三条路线中就可以看出,从电池制造工艺角度来讲改善光学吸收的IBC电池、改善钝化效果降低电极复合的TOPCon电池、提升钝化效果降低表面复合的HJT电池,新一代的PREC电池(PERC 2.0)都是未来高效之路上的代表。这些具有里程碑式的以及至今还未实现规模化量产的高效方案都在新能源光伏的平价上网道路上起到了关键的促进作用。(倪志春)
0