摘 要:本文介紹了寧波杉杉尤利卡太陽(yáng)能科技發(fā)展有限公司利用絲網(wǎng)印刷工藝,制造出的N型晶體硅太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了16.5%,實(shí)現(xiàn)了N型晶體硅太陽(yáng)電池的規(guī)模生產(chǎn)及組件安裝。解決了生產(chǎn)N型晶體硅太陽(yáng)電池規(guī)模生產(chǎn)中的轉(zhuǎn)換效率、可焊接性和電極牢固度等難題。
關(guān)鍵詞:N型晶體硅太陽(yáng)電池、鋁背發(fā)射結(jié)、絲網(wǎng)印刷
0 引 言
目前,國(guó)內(nèi)各太陽(yáng)能光伏企業(yè)生產(chǎn)的晶體硅太陽(yáng)電池都是P型硅太陽(yáng)電池。全球而言,能夠?qū)崿F(xiàn)N型太陽(yáng)電池批量生產(chǎn)的公司為數(shù)很少。P型硅太陽(yáng)電池是一種非常成熟的晶體硅太陽(yáng)電池,其批量生產(chǎn)的光電轉(zhuǎn)換效率在15%~17%。由于近幾年來(lái),歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)可再生能源尤其是太陽(yáng)能資源的重視,國(guó)際太陽(yáng)能市場(chǎng)逐年擴(kuò)大,而且發(fā)展速度非常快。我國(guó)的太陽(yáng)能光伏事業(yè)的發(fā)展如雨后春筍,在最近幾年也發(fā)展非常之快。目前,國(guó)內(nèi)涉及太陽(yáng)能光伏的企業(yè)已超過(guò)百家,而且發(fā)展勢(shì)頭還在不斷擴(kuò)大。太陽(yáng)能市場(chǎng)火爆了,因此,對(duì)原材料的需求也在加速,硅片的價(jià)格增長(zhǎng)也很快。目前,一片125規(guī)格的單晶硅片在55元左右,相當(dāng)于幾年前的兩倍多。因此,市面上的P型硅材料非常緊缺。在這種形勢(shì)下,研究并生產(chǎn)N型晶體硅太陽(yáng)電池意義非常重大。寧波杉杉尤利卡太陽(yáng)能科技發(fā)展有限公司在研制和規(guī)模生產(chǎn)N型晶體硅太陽(yáng)電池方面已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。
1、電池制備
在寧波杉杉尤利卡公司P型單晶硅太陽(yáng)電池生產(chǎn)線上進(jìn)行了帶有頂表面場(chǎng)的絲網(wǎng)印刷鋁背發(fā)射結(jié)N型單晶硅太陽(yáng)電池的生產(chǎn)。
電池制備采用的基體材料為:電阻率2-4Ω·cm,晶向(100),摻磷N型單晶硅片,厚度為310µm,少子壽命大于10µs(未經(jīng)表面處理)。
N型硅片清洗制絨 |
擴(kuò)散形成頂表面場(chǎng)(FSF)N+/N高低結(jié)[1] |
等離子刻邊 |
去磷硅玻璃層 |
PECVD法在頂面(N+/N)上淀積氮化硅膜 |
去除硅片背面磷擴(kuò)散層 |
絲網(wǎng)印刷背面全覆蓋鋁漿 |
高溫?zé)Y(jié)形成PN結(jié) |
印刷電極、燒結(jié) |
帶有頂表面場(chǎng)(FSF)的絲網(wǎng)印刷鋁背發(fā)射結(jié)N型單晶硅太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1
圖1 絲網(wǎng)印刷鋁背發(fā)射結(jié)頂表面場(chǎng)N型單晶硅太陽(yáng)電池 |
此方法能夠?qū)崿F(xiàn)N型太陽(yáng)電池的規(guī)模生產(chǎn),且利潤(rùn)空間相對(duì)P型電池要大,杉杉尤利卡公司解決了影響N型太陽(yáng)電池的規(guī)模生產(chǎn)的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:光電轉(zhuǎn)換效率的均勻性和穩(wěn)定性問(wèn)題以及電極可焊性和牢固度等問(wèn)題。
2、電池測(cè)試
該方法制備的N型太陽(yáng)電池開(kāi)路電壓達(dá)到625mV,電流密度33mA/cm2,填充因子達(dá)到80%。
絲網(wǎng)印刷鋁背發(fā)射結(jié)頂表面場(chǎng)N型單晶硅太陽(yáng)電池在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下(AM1.5, 100mW/cm2, 25℃)的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。以下數(shù)據(jù)是從1萬(wàn)片中隨機(jī)抽測(cè)的部分?jǐn)?shù)據(jù)。
表1 絲網(wǎng)印刷鋁背發(fā)射結(jié)N型單晶硅太陽(yáng)電池電性能測(cè)試結(jié)果
NO
| Voc(mV)
| Isc(mA)
| Vm(mV)
| Im(mA)
| Pm(W)
| Rs(Ω)
| Rsh(Ω)
| FF(%)
| N%
|
1
| 623.1
| 3372.5
| 524.8
| 3243.9
| 1.70
| 0.019
| 3.93
| 81.0
| 16.12%
|
2
| 619.6
| 3281.4
| 522.1
| 3123.1
| 1.63
| 0.019
| 23.88
| 80.2
| 15.44%
|
3
| 622.9
| 3325.1
| 524.0
| 3193.2
| 1.67
| 0.019
| 6.62
| 80.8
| 15.85% |