量产化型双面电池研究路线

1、可量产化N型双面电池技术研究进展及其路线浙江晶科能源内容摘要1N型双面电池技术现状2N型双面电池的开发进展内容摘要3N型双面电池特有技术方案4N型双面电池技术困局5N型双面电池技术展望21N型双面电池技术现状N型/双面电池未来市场份额ITRPV国际光伏技术路线图（ITRPV)：到2027年，N型晶体硅高效电池市场份额将提高到25%以上，而双面电池的市场份额将到30%以上。会不同类型电池的转换效率图30高效率28N IBC26N HITN PERT24MonSF22Multi P BSF黑硅 P BSF2018201620172018202020222025Eff（%）N型相比于P型的优势优秀的

2、弱光效应双面发电N型双面的优势无光致衰减衬底少子寿命高4.0ms6N型双面电池基本流程制绒碱制绒发射极形成管式扩散、旋涂+推结常规设备工艺简单管式扩散、离子注入ALD+PECVD丝网印刷+烧结7金属化钝化背电场形成N型双面电池效率档位分布研发阶段，N型双面电池的主流档位在21.6-21.8%；8档位比例30.0%25.5%25.0%Eff ：21.75 %23.6%20.0%15.0%13%12.7%10.0%9.1%5.50%5.5%5.0%1.8%1.80%1.8%0.0%21.121.2-21.321.3-21.421.4-21.521.5-21.621.6-21.721.7-21.82

3、1.8-21.921.9-22.022.0电池效率（%）2N型双面电池的开发进展先进绒面技术RIE（Reactive Ion Etching）:反应离子刻蚀利用化学反应性气体（SF6、Cl2、O2等）产生的具有化学活性的基团和离子（Plasma），高能离子轰击被刻蚀材料，形成绒面结构SF6刻蚀速率较快，主要起到化学刻蚀作用，主要反应是：SF6+e- SF*+F* O2+e- O*Si+4F* SiF4(gas) Si+F*+O* SixOyFzCl2刻蚀速率快，主物理刻蚀，易于控制先进绒面技术碱制绒碱制绒+RIE碱制绒+RIE+BOE先进绒面技术30.00%25.00%20.00%15.00%

4、10.00%5.00%碱绒碱绒+RIE0.00%350450550650750 (nm)85095010501150碱绒经过RIE处理后，相当于在金字塔表面再进行二次织构化，硅片表面反射率急剧下降；再经过BOE处理后，二次织构化表面变得更加圆滑，发射率也相应地上升。Reection (%)碱绒碱绒+RIE+BOE先进绒面技术81.2081.1081.0080.9080.8080.7080.6080.5080.4081.0921.9021.8521.8021.7521.7021.65EF80.44BaselineRIE碱绒叠加RIE后，FF提高了0.73%，正面纳米结构增加了发射极和金属电极接触

5、的面积，电池电阻大幅降低。13EFF(%)FF(%)选择性发射极不同激光功率条件掺杂后的SEM图设计新型选择性发射极工艺和结构正面pn结重掺区域暗饱和电流密度J0小于30 fA/cm2，轻掺区J015 fA/cm2，正面发射极总J020 fA/cm2；保证正背面接触电阻率c10-3 cm-2。14先进钝化技术IVoc=705mV双面硼扩+双面Al2O3SiNxAl2O3SiNxIVoc=680mV双面磷扩+双面 SiNxN型电池表面钝化技术发射极利用氧化铝和氮化硅叠层膜钝化，正面J030 fA/cm2背电场利用氮化硅进行钝化，背面J0100 fA/cm215先进金属化技术电镀技术33mMBBN

6、型电池金属化优化电镀技术，细栅宽度30 m 左右。163N型双面电池特有技术方案宽电阻率适用范围P PERC电池与电阻率的关系*P型PERC电池高效率集中在低电阻率区间；N型电池因为有全背场的原因，硅片电阻率可以比较分散而效率波动不明显。*来源：29th EUPVSE 2014, solarworldN Bifal电阻率(cm)Voc(V)Jsc(A)Rs(m)FF(%)Eta(%)0.80.666339.350.0018680.2621.0430.666939.620.0024679.6421.04硼扩散管式硼扩散的原理： BBr3+O2=B2O3+Br2 B2O3+Si=B+SiO2硼扩形

7、成发射极的J030 fA/cm2（Al2O3和SiNx叠层膜钝化）双面硼扩后IVoc达到705mVInverse Lifetime - Correction Term (s-1)Illumination (suns)1.00Impd Voc0.100.01705m0.00V0.010.40000I5m0p0d O0p6e0n00Circu0.i7t 0V0o0ltag0e.8(V00)00.9000Inverse Lifetime (Corrected) vs. Carrier Density7000Minority Carrier Density6000Apprent Carrier Den

8、sity50004000300020fA/cm20.00E+00Mi 2.00E+16 rrier De 4.00E+16 3)6.00E+nority Cansity (cm-离子注入优点：成本低缺点：电池工序繁琐扩散区J0高存在边缘漏电优点：成本高缺点：电池工序简单扩散区J0低不存在边缘漏电金属化P PERCN Bifal正面浆料背面浆料P PERC银浆铝浆和银浆N Bifal银铝浆银浆4N型双面电池技术困局N型原硅片的挑选还有电阻率、少子等如何分选？23存在同心圆同心圆影响效率?如何挑选厂家1厂家2厂家3厂家4厂家5N型双面电池的测试电容效应，普通磁滞测量功能Halm开发的高级磁滞测量，

9、高精确度，高产能电容效应K. Ramspeck, S. Schenk, L. Komp, A. Metz, M.Meixner, “Accurate efciency measurements on very high efciencysiliconsing pulsed light sour”, Proceedings of the 29th EUPVSEC (2014)N型双面电池的光衰处理实验设备：光衰炉实验条件：1000W/m2光强N型电池光衰处理后电池效率增益在0.13-0.20%之间；和P型类电池结果完全相反；经过研究分析，N型双面电池经过光衰后金属区复合会有所降低。255N型双面

10、电池技术展望N型双面电池的J0分析制绒 发射极形成Impd VocJ0total740730720710700690300254.250200150142.76 10058 5029 0制绒后发射极形成背电场形成金属化dImVpoc(V)J0total（fA/cm2）54.25.背电场形成金属化基于常规技术N型双面电池的效率极限J0Bulk,J0Emitter,11%12%300250200150100500254.21优化前优化后J0BSF , 14%159.6111.4310088.1829.325.322.6金属区域将会是限制常规N型双面电J0Contac t,63%2017J0EmitterJ0BSFJ0ContactJ0BulkJ0Total池效率进一步的主要。730720710700690680670660650N型双面电池优化后总J0在160fA/cm