光伏PERC電池的過去、現(xiàn)在和未來

PERC電池發(fā)展歷程

PERC電池（Passivated Emitterand Rear Cell）最早起源于上世紀(jì)八十年代，1989年由澳洲新南威爾士大學(xué)的MartinGreen研究組在AppliedPhysicsLetter首次正式報(bào)道了PERC電池結(jié)構(gòu)，當(dāng)時(shí)達(dá)到22.8%的實(shí)驗(yàn)室電池效率。到了1999年其實(shí)驗(yàn)室研究的PERL電池創(chuàng)造了轉(zhuǎn)換效率25%的世界紀(jì)錄。PERC電池的實(shí)驗(yàn)室制備，采用了光刻、蒸鍍、熱氧鈍化、電鍍等技術(shù)。PERC電池與常規(guī)電池最大的區(qū)別在背表面介質(zhì)膜鈍化，采用局域金屬接觸，大大降低被表面復(fù)合速度，同時(shí)提升了背表面的光反射。

2006年用于對P型PERC電池的背面的鈍化的AlOx介質(zhì)膜的鈍化作用引起大家重視，使得PERC電池的產(chǎn)業(yè)化成為可能。隨后隨著沉積AlOx產(chǎn)業(yè)化制備技術(shù)和設(shè)備的成熟，加上激光技術(shù)的引入，PERC技術(shù)開始逐步走向產(chǎn)業(yè)化。2013年前后，開始有廠家導(dǎo)入PERC電池生產(chǎn)線，近幾年P(guān)ERC電池越來越引起行業(yè)重視，產(chǎn)能獲得快速擴(kuò)張。2017年全球預(yù)計(jì)新增產(chǎn)能6.5GW，從現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)電池線升級2.5GW，預(yù)計(jì)至2017年底，全球PERC電池產(chǎn)能將達(dá)到20GW。

值得一提的是，2017年將可能是PERC電池與常規(guī)電池的市場份額的轉(zhuǎn)折性的一年。隨著PERC電池產(chǎn)能的擴(kuò)張，常規(guī)電池的市場份額將逐步下降。

PERC電池效率

在短短幾年中，PERC電池大面積可量產(chǎn)效率持續(xù)攀升，單晶PERC電池產(chǎn)線效率普遍達(dá)到21-21.5%，多晶達(dá)到20-20.5%左右。工業(yè)化大面積單晶PERC和多晶PERC電池的最高轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到22.6%（我國常州天合）和21.63%（我國晶科）。

圖1全球電池產(chǎn)能預(yù)測

PERC電池的技術(shù)競爭力吸引了整個(gè)產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注，產(chǎn)業(yè)化設(shè)備、關(guān)鍵材料都在加速開發(fā)中。MeyerBurger公司采用PECVD法制備AlOx膜的沉積設(shè)備，報(bào)道了一種新的正表面氮化硅膜與背面氮化硅與AlOx膜集成在一起的3in1設(shè)備，AlOx工藝腔4對微波源，2對朝上鍍膜，2對朝下鍍膜，SiN工藝腔1，6對微波源，朝下鍍膜；SiN工藝腔2，6對微波源，朝上鍍SIN工藝腔1、2之間無隔離緩沖腔體，可一次完成正面朝上或正面朝下PERC電池3層鍍膜。新設(shè)備減少了硅片上下片次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。理想能源開發(fā)出原子層沉積（ALD）法的AlOx膜沉積設(shè)備，采用托盤方式傳輸電池硅片，與其他供應(yīng)商采用的硅片直接傳輸方式相比，可以將碎片率降到最低；同時(shí)最大程度減少由于碎片造成的停機(jī)時(shí)間。杜邦等公司開發(fā)出針對高效PERC電池的整合金屬化解決方案將促進(jìn)PERC市場快速發(fā)展，包括新一代PERC正面銀漿PV20X、PV56x系列背面銀漿、PV36x系列背面鋁漿等，可滿足PERC電池低溫?zé)Y(jié)的需要。武漢帝爾公司積極開發(fā)激光在PERC電池中的應(yīng)用設(shè)備，包括激光消融、激光摻雜、激光退火等，如激光摻雜磷技術(shù)，以擴(kuò)散后的PSG層為磷源，利用激光可選擇性加熱的特性，在電池正表面電極位置進(jìn)行磷的二次摻雜，形成選擇性重?fù)降膎++層。

雙面PERC技術(shù)

圖2單面PERC電池結(jié)構(gòu)

圖3雙面PERC電池結(jié)構(gòu)