群雄逐鹿的PERC市場(chǎng)

2017-10-13 14:17:03 摩爾光伏　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

隨著國(guó)家政策指向及市場(chǎng)需求對(duì)于電池效率提出了越來越高的要求，高效電池技術(shù)受到的關(guān)注度進(jìn)一步提升。其中PERC(Passivated Emitterand Rear Cell)電池最早起源于上世紀(jì)八十年代，1989年由澳洲新南威爾士大學(xué)

潛力如何挖掘？

中國(guó)科學(xué)院微電子研究所主任賈銳認(rèn)為，PERC電池器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對(duì)電子和空穴的輸運(yùn)有著顯著的影響。這個(gè)顯著的影響會(huì)影響到PERC的開路電壓、短路電流、填充因子和效率。合理電池結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以有效的提升效率，并且降低工藝的成本。PERC電池效率的提升需要降低電子和空穴的輸運(yùn)損失、光學(xué)損失和復(fù)合損失。

PERC的發(fā)展也有金屬化漿料的功勞。鋁漿配方得到了顯著改善。據(jù)ISFH研究所Dullweber先生的介紹，鋁漿的性能在五年前尚有諸多缺陷，如合金工藝、共晶組成，BSF構(gòu)成以及背面顆粒的形成。而現(xiàn)在，所有這些問題都得到了大幅改善。正面接觸銀漿方面也是如此。除了開發(fā)適合高電阻發(fā)射極的配方外，漿料制造商也在持續(xù)研發(fā)新的產(chǎn)品，滿足PERC電池對(duì)較低工藝溫度的特殊要求。目前已有的可運(yùn)用于量產(chǎn)的再生方案足以解決單晶的LID問題，增強(qiáng)了電池制造商擴(kuò)大單晶PERC產(chǎn)能的信心。匯流條技術(shù)的改進(jìn)，增加主柵數(shù)量等，都有助于PERC的發(fā)展。所有這一切使得PERC技術(shù)得以迅速擴(kuò)張。目前光伏產(chǎn)業(yè)針對(duì)PERC所進(jìn)行的深入研究，將令PERC技術(shù)進(jìn)入一個(gè)新的階段。

中國(guó)科學(xué)院電工研究所太陽(yáng)電池研究部主任王文靜研究認(rèn)為，單晶PERC電池的衰減高于單晶BSF電池，其原因主要是由于B-O對(duì)導(dǎo)致的，目前已經(jīng)通過光照退火成功抑制。多晶PERC電池的衰減表現(xiàn)為與溫度相關(guān)的LeTID，其原因仍不明朗，但是似乎與多晶硅中過多的金屬離子有關(guān)。目前已經(jīng)找到抑制LeTID的途徑，包括高溫、高光強(qiáng)輻照，但是其大規(guī)模應(yīng)用還具有挑戰(zhàn)性。對(duì)于多晶PERC電池的衰減原因，業(yè)界也正不斷深入探索。

武漢帝爾激光科技股份有限公司董事長(zhǎng)李志剛也認(rèn)為，PERC電池衰減的問題，曾經(jīng)困擾光伏產(chǎn)業(yè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，現(xiàn)在正慢慢得到解決。他提出，用激光的方式，整形得到幾百個(gè)太陽(yáng)的光強(qiáng)，來修復(fù)單晶PERC電池，效率會(huì)得到0.1%左右的提升。在20個(gè)小時(shí)之后，衰減就比較平緩，激光處理后的光衰幅度會(huì)很低，大部分在0.5%的水平。但是在多晶部分，目前還沒有非常理想的解決方案，主要受硅片材料影響，光衰后效率分布差異較大，激光處理后光衰在0.5%-2%，正在開發(fā)新激光方案來進(jìn)一步改善處理效果。

目前,PERC電池已然成為了眾多晶硅電池廠家的新寵，技術(shù)成熟度越來越高，同時(shí)關(guān)鍵設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程也逐步加快。PERC電池的成本穩(wěn)步下降，進(jìn)步令人欣喜，當(dāng)然問題依然存在：首先在氧化鋁沉積設(shè)備上，梅耶伯格的板式PECVD可謂一家獨(dú)大，然而其維護(hù)成本高，TMA消耗量大，同時(shí)薄膜質(zhì)量提升空間較小；而ALD設(shè)備目前呈現(xiàn)百家爭(zhēng)鳴的態(tài)勢(shì)，國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商也強(qiáng)勢(shì)加入戰(zhàn)局，然而目前尚未有一家設(shè)備久經(jīng)市場(chǎng)考驗(yàn)，沉積速率、沉積質(zhì)量、開機(jī)率等多方面的矛盾仍亟待改進(jìn)。

雙面PERC的加入

在2015年，SolarWorld與其合作研究結(jié)構(gòu)ISFH報(bào)道了雙面PERC（PERC+）產(chǎn)品，其電池背面使用了局部鋁柵線，取得了與單面電池相當(dāng)?shù)恼孓D(zhuǎn)換效率，雙面率達(dá)到65%。相比之前出現(xiàn)的雙面電池，沒有使用高成本的銀柵線與N型硅片，也沒有背面擴(kuò)散環(huán)節(jié)，電池成本與單面PERC電池成本相當(dāng)，展現(xiàn)出非常好的應(yīng)用前景。

2017年初，天合、隆基樂葉、晶澳均推出了雙面雙玻PERC組件，天合報(bào)道了290W（60片電池）左右的組件功率和68%的組件雙面率；隆基樂葉更實(shí)現(xiàn)了300W左右的組件功率和75%的組件雙面率；晶澳也在SNEC上展示了295W（60片）和350W（72片）的產(chǎn)品。

目前，相關(guān)產(chǎn)品經(jīng)過一定時(shí)間的戶外實(shí)證，確實(shí)表現(xiàn)出可觀的發(fā)電增益：

天合光能的雙面組件在17年2~4月在草地、沙地和白板的地面反射條件下相對(duì)常規(guī)組件可分別多發(fā)電5.2%、10.79%、21.9%；配合跟蹤支架則多發(fā)電結(jié)果變?yōu)?0.57%、24.42%、33.2%。發(fā)現(xiàn)雙面PERC組件配合跟蹤支架可實(shí)現(xiàn)1+12的效果。

隆基樂葉在草和土的混合地面條件下，在組件安裝高度1.3米時(shí)，在17年5~6月雙面PERC組件相對(duì)常規(guī)單晶多發(fā)電比例為12%。而在庫(kù)布奇336kW的客戶項(xiàng)目中，雙面組件配合跟蹤支架在6~8月實(shí)現(xiàn)了40%左右的發(fā)電量提升（相對(duì)常規(guī)多晶）。