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IBC电池技术及量产工艺演进
日期:2022-02-10   [复制链接]
责任编辑:sy_zhuzelin 打印收藏评论(0)[订阅到邮箱]
IBC电池超高的转换效率表现,吸引了大批的研究机构和太阳能企业,从新电池结构、新钝化技术、掺杂技术、金属化工艺和封装工艺等方面,作出了大量的实验室研究成果和量产探索成果。IBC电池量产工艺的关键问题,是如何低成本的在电池背面制备出呈叉指状间隔排列的P区和N区,以及在其上面分别形成金属化接触和栅线。SunPower及后来者,曾尝试过掩模光刻、离子注入、炉管扩散、CVD原位掺杂、激光掺杂等不同的设备和工艺,来制备IBC电池背面P区和N区。

随着设备成本的下降和工艺的成熟,IBC电池慢慢形成了三大工艺路线:1)以SunPower为代表的经典IBC电池工艺;2)以ISFH为代表的POLO-IBC电池工艺;由于POLO-IBC工艺复杂,业内更看好低成本的同源技术TBC电池工艺(TOPCon-IBC);3)以Kaneka为代表的HBC电池工艺(IBC-SHJ)。见下图:

IBC电池转换效率的进化


(来源:中科院宁波材料所,2020)

(1)经典IBC电池工艺特点:
掩模和炉管扩散制备背面PN区
P区N区隔离,分别跟金属电极接触
单面丝网印刷,无主栅或多主栅
兼容部分PERC工序
高温制程,设备及工艺成熟、成本低
量产转换效率23.5%-24.5%

由于主流PERC电池转换效率已到23%,TOPCon电池和HJT电池也能轻松达到24.5%转换效率,经典IBC电池获取的效率溢价,难以覆盖增加的成本,该工艺路线慢慢变得没有竞争力,业内已将目光投向更有前景的TBC电池和HBC电池技术。

(2)TBC电池工艺特点:
掩模和炉管扩散制备背面PN区,或掩模和CVD原位掺杂制备背面PN区
PN区与基区之间沉积一层超薄隧穿氧化层
P区N区隔离,分别跟金属电极接触
单面丝网印刷,无主栅或多主栅
兼容部分TOPCon工序
高温制程,工艺接近成熟、成本低
量产转换效率24.5%-25.5%

由于TOPCon电池工艺已成熟,吸收了TOPCon电池关键技术工艺的TBC电池,成为了性价比最高的IBC电池工艺路线。SunPower和国内尝试量产IBC电池的企业,纷纷向该技术路线转型。

(3)HBC电池工艺特点:
掩模和CVD原位掺杂制备背面PN区
电池正面沉积本征非晶硅钝化层
PN区与基区之间沉积本征非晶硅钝化层
PN区与金属电极之间沉积TCO层
单面丝网印刷,无主栅或多主栅
兼容HJT设备和工艺
低温制程,工艺接近成熟、成本高
量产转换效率25%-26.5%

吸收了非晶硅钝化技术的HBC电池,开路电压高达740mV,转换效率最高达到26.63%,成为新一代最有发展潜力的晶硅电池工艺路线。 

原标题:IBC电池技术及量产工艺演进
 
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来源:全球光伏
 
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