技术发展趋势

上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]四、HIT技术三、背面钝化技术二、选择性发射极（SE）一、准单晶技术概述五、EWT技术六、激光转印技术(LTP)七、反应离子刻蚀（RIE）上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]准单晶技术1.准单晶技术简介在光伏行业迅速发展的今天，用于制造太阳能电池的晶体硅主要是采用直拉法的单晶硅及采用铸锭技术的多晶硅。多晶硅铸锭，投料量大、操作简单、工艺成本低，但电池转换效率低、寿命短；直拉单晶硅转换效率高，但单次投料少，操作复杂，成本高。因此，怎样将两者合二为一、扬长避短，就成了国内外光伏企业竞相研究的热点和难点。在这种背景下，介于多晶硅和单晶硅之间的准单晶逐渐进入了人们的视野。准单晶主要有两种铸锭技术：（1）无籽晶铸锭。无籽晶引导铸锭工艺对晶核初期成长控制过程要求很高。一种方法是使用底部开槽的坩埚。这种方式的要点是精密控制定向凝固时的温度梯度和晶体生长速度来提高多晶晶粒的尺寸大小，槽的尺寸以及冷却速度决定了晶粒的尺寸，凹槽有助于增大晶粒。因为需要控制的参数太多，无籽晶铸锭工艺显得尤为困难。（2）有籽晶铸锭。当下量产的准单晶技术大部分为有籽晶铸锭。这种技术先把籽晶、硅料掺杂元素放置在坩埚中，籽晶一般位于坩埚底部，再加热融化硅料，并保持籽晶不被完全融掉，最后控制降温，调节固液相的温度梯度，确保单晶从籽晶位置开始生长。上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]准单晶技术2.国内准单晶技术发展现状2011年3月28日，晶龙集团宣布其旗下的东海晶澳太阳能科技有限公司生产的“准单晶铸锭量产一号锭”顺利下线，投资1.5亿元的试量产一期项目已经有12台准单晶铸锭炉投产，预计将实现年产65MW准单晶硅锭，年销售收入3亿元。同时，投资4亿元的二期200MW准单晶硅铸锭项目也正在实施中，2011年底达产后还将增加32台准单晶硅铸锭炉，预计将实现年销售收入10亿元。2011年6月8日，晶澳公司在德国Intersolar展会上宣布其所研发的高效多晶电池“晶枫（Maple）”正式启动规模性量产。量产后的转换效率平均可达17.5%，最高可达到18.2%。近期中国最大的硅片企业保利协鑫也已经试用准单晶技术成功，预计待其准单晶技术成熟后将大规模推广。昱辉阳光于2011年1月14日报道：公司近日宣布已成功研发出一种名叫“VirtusWafer”的新型多晶硅硅片，该产品能够提高太阳能电池转换效率至17.5%，较行业标准高出1%。硅片光致衰减率在0.1%左右，比单晶硅4%的衰减率低了一个数量级。2011年7月8日，无锡尚品太阳能宣布其准单晶生产工艺试验成功，其转换效率在18%以上，利用率超过65%。上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]准单晶技术3.技术研发要点温度梯度改进。针对热场研发以改良温度梯度，同时还要注意热场保护；晶种制备。研究发现，准单晶晶种制备方向将朝着超大超薄的方向发展；第三，精确熔化控制。这一环节非常难以控制，它决定准单晶是否能够稳定生产，因此需要一个与之对应的精准熔化控制设备。位错密度。在很多生产过程中，效率衰减总是不可避免，为此把位错密度控制到最低，是此项工艺的关键；边角多晶控制，即合理有效控制边角多晶的比例；铸锭良率提升。目前良率大约在40%~60%之间，还有待提高。4.准单晶技术的前景准单晶术集合了单晶硅和多晶硅的优点，将有助于降低太阳能发电成本，促进太阳能发电实现平价上网。因此，准单晶技术正引领着光伏行业的新的风向标，其前景将十分广阔。上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]选择性发射极（SE）1.SE电池实现方案印刷磷桨（云南师范）腐蚀出扩散掩膜层（南京中电）直接印刷掩膜层（schmid，centrotherm）湿法腐蚀重扩散层/等离子体刻蚀重扩LDSE（新南威尔士）硅墨技术（Innovalingt,OTB）其中，schmid直接印刷掩膜层再清洗的SE实现方法技术成熟，目前在国内已经被许多公司采用，包括尚德、英利等。上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]选择性发射极（SE）2.直接印刷掩膜层技术上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]选择性发射极（SE）喷掩膜机清洗机上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]背面钝化技术背面钝化技术就是在电池片的背面沉积钝化膜，通过增加少子寿命、减少复合，来提高电池片的效率。常见的钝化膜有：氮化硅膜、氧化硅膜和氧化铝膜，其中氧化铝膜的背面钝化效果最好。氧化铝膜的制备方法有ALD、溅射和PECVD。其中PECVD由于高产能及广泛应用于市场，将是主要的氧化铝制备方法。上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]HIT技术1.HIT电池结构HIT电池性能开路电压：729mV短路电流：3.968A电流密度：39.5mA/cm2填充因子：80.0%效率：23.0%电池尺寸：100.4cm22009年三洋公司上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]HIT技术2.HIT电池制作流程上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]HIT技术2.HIT电池制备主要设备本征层及参杂层的制备TCO层的制备溅射法：磁控溅射、离子束溅射等；蒸发法：热蒸发、离子束蒸发等；溅射法的工艺稳定性好，制备薄膜的质量也较好。上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]HIT技术ECRCVDHIT沉积系统上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]EWT技术1.EWT电池简介ＥＷＴ硅太阳电池是一种前结背接触电池。它的ＰＮ结依然位于电池的正面，以有利于提高载流子的收集效率，通过重扩散或者镀有金属的孔（目前用的最多的是激光打孔）把电池正面发射区和背面局部发射区连接在一起，将前表面发射区引入背面，实现把前后表面收集的电子传导到背面电极上，正负电极细栅全部交叉排列在电池背面，主栅排列在电池背面的两侧。2.EWT电池的优点增加了有效受光面积，故可以获得较高的效率；可简化光伏组件的封装，使自动化生产更容易实现；降低了背面的表面复合，因而可更好地提高电池性能；可实现从电池的前结和背结共同收集电荷，故有很高的电荷收集率。上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]EWT技术上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]EWT技术上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]激光转印技术(LTP)1.技术简介激光转印技术，是相对于传统丝网印刷技术，发展起来的一种新型印刷技术。不同于丝网印刷工艺，完全采用普通的浆料（Ag或者Al浆）在激光的作用下，将浆料均匀、准确的按设计图形高效地喷印在硅片表面，完成印刷工艺过程。2.设备外观上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]激光转印技术(LTP)3.工作原理当硅片到达激光转印位置时，在激光束的作用于不停转动的带有浆料的薄片上，受激光感应的区域的浆料将喷印到硅片表面实现相应图案的印刷；能够更加高效地、连续的实现无接触硅片的浆料印刷。上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]激光转印技术(LTP)4.工艺优点：可以取代传统的丝网印刷，不再频繁地更换网板；使用普通的印刷浆料；实现正面及背面的印刷，而且不用经过烘干就可以实现背电极及铝背场的连续印刷；连续的链式操作，无接触高效率生产，1500片/小时；相比于传统丝网印刷，非常低的生产破损率。上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]反应离子刻蚀（RIE）1.技术简介RIE是干蚀刻的一种，这种蚀刻的原理是，当在平板电极之间施加10～100MHZ的高频电压（RF，radiofrequency）时会产生数百微米厚的离子层（ionsheath），在其中放入试样，离子高速撞击试样而完成化学反应蚀刻，此即为RIE（ReactiveIonEtching）。RIE是现在备受关注的太阳能电池生产技术，经过干刻蚀后，硅片的反射率相比于湿法制绒大大降低，电池片的效率提高0.5%左右。但是受限于设备成本昂贵，真正投入使用的公司比较少。上海电子工程设计研究院地址：西安沣惠南路34号海升国际8号18楼联系电话：[phone]反应离子刻蚀（RIE）