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【贺利氏】独家:探索PERC电池技术的奥秘

发布日期: 2016/11/4 13:15:16                       发布单位: 工作人员
(据贺利氏微信公众号:贺利氏可再生能源)PERC——是Passivated Emitter and Rear Cell的缩写,其使用背面钝化技术,降低背表面复合,并增强光线在硅基的内部反射,是一种可以「有效地提高电池片效率」的高效电池结构。

「上世纪80年代」,PERC技术诞生。

PERC电池结构首先由新南威尔士大学光伏器件实验室提出。当时在UNSW研发高效太阳能电池的赵建华博士,王爱华博士和马丁格林教授,发现使用热氧化层钝化PN结可以得到超过700mV的开路电压,因而开发出了PERC电池结构。并且在1989年,将PERC电池的光电转换效率提高到了22.3%。



▲Fig1. 新南威尔士大学提出的PERC结构示意图



在PERC电池结构被研发出来后的20年间,由于多种原因,该电池结构几乎处于无人问津的状态。

至2010年九月份于瓦伦西亚召开的第二十五届EUPVSEC展会上,博世太阳能公司(Bosch Solar Energy)正式向市场推出PERC电池,并于2011年在弗劳恩霍夫研究所(Fraunhofer Institute)所进行的测试实验中取得了19.6%的转换效率新纪录。

近年,人们在不断追求更高光电转换效率的过程中,发现在各种高效电池结构中,PERC电池实际上结构最为简单,最容易在现有电池产线的基础上升级改造,潜在综合成本最低,并且没有专利问题,较容易实现产业化。因而各电池厂家逐步掀起了如今的PERC热潮。


▲Fig. 2015-2020年太阳能电池技术预测



贺利氏光伏早已步上了PERC技术的探索之路



PERC技术对太阳能银浆的挑战

PERC电池的转换效率,无论是在实验室还是量产等级,都有着「进一步突破」的空间。

有研究机构认为,量产型PERC电池的效率有希望突破24%。然而,PERC电池技术还存在一些不足之处,比如:光致衰减(LID),耐候性和成本等问题。这其中,对于太阳能银浆,也提出了许多新的要求。

▲Fig3. 贺利氏PERC正面银浆产品路线图



对于正面银浆而言
为了配合PERC技术获得更高的转换效率,除了提高接触性能,细线印刷降低栅线遮光面积等常规性能之外,还需要能够叠加双次印刷,分布印刷,多主栅技术。同时,为了帮助PERC电池降低光致衰减效应,还要求银浆拥有宽的烧结工艺窗口,能够适应低温烧结。

对于背面银浆而言
由于PERC电池的背面结构不同于常规晶硅电池结构,对于背面银浆的要求也有了新的挑战。低活性,非接触的背面银浆可以降低对于电池背面钝化层的损伤,从而提高开路电压。同时,背面银浆还需要提供良好的焊接性能,附着力,以及可靠性。



贺利氏说
一旦PERC技术发展成熟,克服了光致衰减等根本障碍,并提升基体质量,重点将再次转移到发射极上。电极下方的开路电压损耗将再次受到重视。贺利氏的研究人员将努力提升电池表面钝化效果,并使电池拥有更小的电极和更细的栅线。

PERC技术对于「提高太阳能电池效率」和「扩大使用价值」都有极大的作用。一旦光电转化效率得到提高,无论是光伏发电成本的降低还是可创造的效益,都将给光伏企业带来巨大提升和发展。


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