中國粉體網(wǎng)訊 太陽能電池片技術的發(fā)展對光伏設備技術提升和應用拓展有重要推動作用。
從太陽能電池片的生產(chǎn)技術來看，近幾年可分為三個階段：第一個階段是2015年以前，光伏電池市場主要采取多晶Al-BSF技術，單晶PERC電池處于技術驗證階段，以試驗產(chǎn)能為主，增長迅速但總量較小，隨著單晶PERC電池成功量產(chǎn)，其商業(yè)化的可行性得到確認；第二階段是2015-2017年，單晶PERC電池投資吸引力凸顯，國內(nèi)廠商開始加碼PERC電池生產(chǎn)，但從整個光伏電池市場來看，主要還是采取多晶Al-BSF技術，Al-BSF技術電池因性能穩(wěn)定，生產(chǎn)成本較低，此階段仍占據(jù)著市場主要份額；第三階段是2018年至今，PERC電池產(chǎn)能實現(xiàn)爆發(fā)式增長，根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2019年至2021年的新建量產(chǎn)產(chǎn)線以PERC電池產(chǎn)線為主，PERC電池片在2021年的市場占比進一步提升至91.2%。
太陽能電池片技術路線主要包括鋁背場電池（Al-BSF）、PERC、TOPCon、異質(zhì)結（HJT）、背接觸（IBC）及鈣鈦礦等。P型電池以P型硅片為原材料，技術路線包括傳統(tǒng)的鋁背場技術以及目前非常成熟的PERC技術；N型電池以N型硅片為原材料，技術路線包括TOPCon、HJT等，近年來已有廠商陸續(xù)開始布局，屬于下一代高效電池技術路線的潛在方向，而IBC和鈣鈦礦為未來技術，尚處于實驗和驗證階段。
Al-BSF技術
Al-BSF電池是指在晶硅太陽能電池P-N結制備完成后，通過在硅片的背光面沉積一層鋁膜，制備P+層，從而形成鋁背場。其既可以減少少數(shù)載流子在背面復合的概率，同時也可以作為背面的金屬電極，因此能夠提升太陽能電池的轉換效率。
PERC技術
PERC技術采用的是在現(xiàn)有Al-BSF工藝上增加背面介質(zhì)鈍化層然后用激光在背表面進行打孔或開槽露出硅基體。背面介質(zhì)鈍化層通過背面鈍化工藝是在硅片背面沉積Al2O3和SiNX，Al2O3由于具備較高的負電荷密度，可以對P型表面提供良好的鈍化，SiNX主要作用是保護背部鈍化膜，并保證電池正面的光學性能。背面鈍化可實現(xiàn)兩點價值，一是顯著降低背表面少數(shù)載流子的復合速度，從而提高少子的壽命，增加電池開路電壓；二是在背表面形成良好的內(nèi)反射機制，增加光吸收的幾率，減少光損失。由于PERC電池具有結構簡單、工藝流程短、設備成熟度高等優(yōu)點，已經(jīng)替代Al-BSF電池并成為成熟電池工藝。
TOPCon技術
TOPCon是一種基于選擇性載流子原理的隧穿氧化層鈍化接觸電池技術，與常規(guī)電池最大的不同在于，其在電池的背面采用了接觸鈍化技術，結構包括超薄二氧化硅隧穿層和摻雜多晶硅層（晶硅基底與摻雜多晶硅在背面形成異質(zhì)結），二者共同形成了鈍化接觸結構，為電池的背面提供了優(yōu)異的表面鈍化。TOPCon電池制備過程較PERC電池要復雜，但我國光伏企業(yè)在TOPCon電池技術上已取得一定積累，很多量產(chǎn)工藝瓶頸和設備瓶頸也獲得了突破，未來存在將TOPCon技術與IBC技術相融合升級為TBC電池的可能性。目前布局TOPCon電池的國內(nèi)廠商包括通威太陽能、隆基股份、泰州中來、晶科能源及晶澳太陽能等。
HJT技術
HJT技術即異質(zhì)結太陽能電池，電池片中同時存在晶體和非晶體級別的硅，非晶硅的存在能夠更好地實現(xiàn)鈍化。HJT電池的制備工藝步驟簡單，且工藝溫度較低，可避免高溫工藝對硅片的損傷，并有效降低排放，但是工藝難度大，且產(chǎn)線與傳統(tǒng)電池技術不兼容，需要重新購置主要生產(chǎn)設備，產(chǎn)線投資規(guī)模較大。目前異質(zhì)結電池市場滲透率相對較低，僅在部分企業(yè)中實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)。
IBC技術
IBC電池最大的特點是P-N結和金屬接觸都處于電池的背面，正面沒有金屬電極遮擋的影響，因此具有更高的短路電流，同時背面可以容許較寬的金屬柵線來降低串聯(lián)電阻從而提高填充因子，加上電池前表面場以及良好鈍化作用帶來的開路電壓增益，使得這種正面無遮擋的電池就擁有了高轉換效率。相比于PERC、TOPCon和HJT，IBC電池的工藝流程和設備要復雜很多，并且投資較高，國內(nèi)尚未實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。
鈣鈦礦
鈣鈦礦太陽能電池是以鈣鈦礦晶體為吸光材料的一種新型太陽能電池技術。與其它太陽能電池材料相比，有機無機雜化鈣鈦礦材料的吸光系數(shù)高、載流子傳輸距離長、缺陷容忍度高、帶隙可調(diào)，非常適合制備高效太陽能電池。但由于電池本身受溫度及濕度影響，化學鍵合作用弱，易形變，光致衰退明顯，因此穩(wěn)定性問題仍未解決，尚處于小規(guī)模試驗階段。
資料來源：微導納米招股說明書
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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