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技術(shù)||激光摻雜技術(shù)如何提高太陽電池的效率?

作者:a 來源: 日期:2018-06-08 09:19:15 人氣:69 評論:0 標(biāo)簽:
背景

近日,工信部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運輸部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國家能源局、國務(wù)院扶貧辦聯(lián)合印發(fā)《智能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2018—2020年)》,此舉明確了今后光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向,將加速我國從“光伏大國”向“光伏強國”邁進。

太陽電池制造是產(chǎn)業(yè)中最重要的一環(huán),對于太陽電池制造商來說,增效降本始終是其追求的目標(biāo)。如何從技術(shù)角度提高太陽電池轉(zhuǎn)換效率,是在電池生產(chǎn)中不斷探求解決方案的過程。

當(dāng)前,PERC太陽電池量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率已達到21.5%,主要得益于其背表面優(yōu)異的鈍化效果(氧化鋁或氧化硅薄膜等)。對于其下一步提效方向,即降低正表面復(fù)合速率,其中SE結(jié)構(gòu)(Selective Emitter)是達到此效果的重要技術(shù)。目前,實現(xiàn)SE結(jié)構(gòu)的技術(shù)手段包括: 掩膜法、印刷磷源法、激光方式、硅墨技術(shù)、反蝕法等。對于PERC電池產(chǎn)線而言,激光PSG摻雜技術(shù)工藝過程最為簡單,工藝流程中只需增加激光摻雜一個步驟;從設(shè)備上說,也只需增加摻雜用激光設(shè)備即可,與常規(guī)產(chǎn)線兼容性強,是行業(yè)研究熱點。因此,PERC太陽電池疊加激光SE技術(shù),成為當(dāng)下各家光伏大廠提效的主要手段。


激光摻雜技術(shù)原理

激光摻雜技術(shù)是在金屬柵線(電極)與硅片接觸部分進行重摻雜,而電極以外位置保持輕摻雜(低濃度摻雜)。通過熱擴散方式,在硅片表面進行預(yù)擴散,形成輕摻雜;同時表面PSG作為局部激光重摻雜源,通過激光局部熱效應(yīng),PSG中磷原子二次快速擴散至硅片內(nèi)部,形成局部重摻雜區(qū)。配合激光高精度圖形化,可實現(xiàn)與后續(xù)絲網(wǎng)印刷完美套印效果。


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激光摻雜示意圖(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))


激光局部摻雜即SE技術(shù),主要有以下優(yōu)勢:

1)降低太陽電池串聯(lián)電阻,提升FF;

2)減少表面復(fù)合,提高表面鈍化效果;

3)表面低濃度擴散,提高了電池短波響應(yīng),提高短路電流和開路電壓。


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① 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)電池

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② SE結(jié)構(gòu)電池


激光摻雜的優(yōu)點:

1)僅需激光圖形化一步即可完成,工藝流程簡單;

2)局部激光熱效應(yīng),最大限度降低高溫對硅本體熱損傷;

3)激光加工過程簡單、無需化學(xué)處理,無污染。


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