晶硅电池片和组件端高效技术红宝书

晶硅电池片和组件端高效技术红宝书

2016-08-16摩尔光伏

<序1>

转化率与可靠性是制约光伏产业发展的最大技术障碍，而成本控制与规模化又在经济上形成制约，很高兴看到年轻的赛拉弗如同一个斗士不停的向其宣战，更荣幸的是我们作为合作伙伴见证并参与了这一切。——TüVSüD许海亮

<序2>

光伏行业在中国的发展只有短短十余年时间，但是，行业已经历了大发展和大萧条，无数人在这里膨胀，也在这里毁灭。经历这些后，我们认为任何先进的生产设备都会被淘汰，而先进的技术和管理理念才是企业的核心竞争力。

如果所有的人，都忙着做所有的事，又有哪一个人能把所有事儿都做到最好？而我们专注于光伏产品的研发和生产，从对客户的深度了解开始，提供市场需求的产品；致力于做精做好产品研发和生产的每一步。

在赛拉弗高效组件“日食”系列产品发布之前，光伏组件效率的提升主要集中在电池片技术上，如IBC，PERC，HIT等，几乎没有组件制造技术上的创新来提升组件效率。在日食的研发阶段，遇到设备方面和工艺方面的困难。我们联合了设备生产商，研发创新设备，改变传统封装工艺，使组件效率提高15%。这是组件生产技术上的一个革命性的改变。

组件效率是光伏系统效率的关键因素，我们秉着专业的精神撰写了对高效技术的一些认知；之所以称为红宝书，是希望赛拉弗那一抹红能为光伏行业带来一点贡献。在此感谢技术研发部和市场部的努力，为我们带来如此详尽的光伏电池和组件高效技术知识。——席军涛

第一章高效组件的定义与分类

1.1 晶硅组件发展进程

在全球变暖、人类生态环境恶化、传统能源短缺的形势下,太阳能产业成为各国政府的普遍重视和支持的能源之一。受技术进步和法规政策驱动,光伏产业从

20世纪90年代中后期进入了快速发展时期。自2007年，光伏产业链各环节的产能爆发式增长，到2016年，电池片有效产能达到70 - 7 5GW，晶硅组件85-90GW[1]。光伏产业已成为世界发展最快的高新技术产业之一，并且由于太阳能的便捷和可再生特性,产业的快速发展态势还将持续。

虽然光伏产业近年来实现了大范围应用和技术进步,但由于光伏走的是一条政策扶持型路线，也存在不容忽视的技术和市场风险等方面的问题。实际上，这一阶段的组件性能提高应当归功于晶硅电池产业链上各级优化的结果。然而，随着晶体硅太阳能电池逐渐超过20%的光电转换效率，人们发现继续靠优化统的晶硅电池技术和工艺来进一步提高电池的效率就越来越困难了。在中欧美等各国政府纷纷削减补贴，日欧等市场需求正积极从对组件效率要求相对较低的地面类项目转向对组件效率要求更高的屋顶类项目的当下，通过深化光伏技术

创新路。替代 过优件为示， 的平 Al-B 第二 新及应用，降从某种程度代速度。从而1.2 高效组由于太阳能优化电池结构为高效组件，2015年多晶(AR) Coatin 平均转换效率以电池片技BSF 类型组件二章 高效组2.1 节省系

同样的电力降低成本、提高上说，低成本而，革命性的件定义

能光伏组件发构，改进主流组使组件性能提晶组件加Ant ng 的平均转换率为17.1%，单Figure1技术为例，光件的组件即高组件的应用统占地面积

力输出，面积高效率，最终本高效电池的的高效技术就发展十分迅速组件制作工艺提升的技术为ti-Reflection

换效率为16单晶60片约：2015年晶硅光电转化效率高效组件，它优势

积需求大致减终实现完全市的发展决定替受到了越来越，高效组件这艺或使用新材为光伏组件高.1%，多晶6约275W 。

硅组件平均转换高于目前市场它们所应用的少5-10%

，适市场化平价上替代传统能源越多的重视。这一相对概念材料所获得的高效技术，简60片约260W 换率（Source ：场主流技术生的电池技术即

适合有限面积上网的成为光源的主要能源。

念也在不断变的光电转换效简称高效技术W ；单晶组件BNEF ）

生产的Multi 高效技术。

积的安装环境光伏产业的最源是否是光伏变化。一般认效率大幅提高术。彭博社报件加AR Coat

i Al-BSF ，M 境。

佳出以及为通高的组告显ting Mono

全球使用机总2.2 节省BO 高瓦数输出硬件成本：软成本：组2.3 节省运随着组件的

2.4 高效组基于高效组球光伏装机总用常规技术（总量高达56G OS 成本

出组件有机会支架、缆线组件个数减少输成本

的减少，跨国件市场占有率组件的众多优总量为45GW （Al-BSF 结构GW ，

晶硅组件会降低整体系、汇流箱的减少，人工成本运输成本大率不断提升

优势，其市场W ，其中42GW 构）以外的高

件份额我们认统成本5%-8减少。

降低，管理成致下降5-10%占有率正在逐W 光伏系统使高效技术，较

认为无明显下8%，包括硬成本下降。

%。 逐年上升。按使用晶硅组件较上一年增长下降，

而高效

件成本和软成

按电池片技术件。晶硅组件长4%。2015年

效组件在晶硅成本的下降。

术分类，201件中，11%的年，全球光伏

硅组件应用中。

4年产品伏装的占

比升步上第三 制造改进进优 技术 晶硅异质而得 池背陷光4n2 面就个以提高因而 现2 正面抗反孔，色、升至12%，即上升。

三章 主要电3.1 技术原晶硅电池一造方法却与十进，如正面银优化和正面银高效率晶体术，陷光效应表面钝化：热硅极高的体内质结也可以实得到极高的开陷光技术：背表面被反射光效应可以使即50次，可增加背场：就产生了一个以P+端指向高了开路电压而增加了少子实际上，只20%以上的光3.2 IBC 电池IBC(Interdig 面采用二氧化反射。背面利实现电极与

完全没有金即约6GW ，显电池片技术理概述

一直是太阳能十几年前基本银浆、背面铝浆银栅线的两次体硅太阳电池应和增加背场热氧化生长的内载流子寿命实现表面钝化开路电压。

背面全反射镜射回硅体内，而使未被吸收的可以大幅提高如在P 型电个P 区指向P+P 端的光生电压。同时背电场子收集几率，要以上技术光电转换效率池

gitated back c 化硅或氧化硅用扩散法做成与发射区或基

金属栅线，可显示出巨大发术

能电池应用的本没有变化，组浆的不断更新次对准印刷等池的概念在上场理论。

的SiO2层可命，这种SiO2化效果，而采镜与正表面绒而当这些红外的光线在电池高电池的短路电池中背面增+的内建电场电压，此电压场使光生载流提高短路电原理应用出色率。

contact)电池硅/氮化硅复合成P+和N+交区的接触。I

可大大增加电发展潜力。IT 主导技术，占组件的性能提新换代，改善。

世纪80年代可以得到极低钝化的电池展用a-Si(非晶绒面配合，使外光到达正表中来回穿越最路电流密度。加一层P+浓场。内建电场压与电池结构流子加速，可流。

色，并合理减选用N 型衬底合膜与N+层结交错间隔的交IBC 电池的正

池的转换效率TRPV 预计今占有绝大部分提高主要源于善正、背面金代被提出，主的表面载流子展示了大于硅)异质结，使穿过硅片还表面时会被再最多4n2次（

浓掺杂层，形场所分离出的构PN 结两端以看作是增加减小电池的内底材料，前后结合作为前表交叉式接面，正负极均在电率。

今后高效组件分光伏市场。于晶硅材料本金属接触性能主要是引入了子复合速度，

700mV 的极表面钝化效还没有被吸收再次被反射回n 为硅的折射形成P+/P 结构的光生载流子的光生电压极加了载流子的内阻，各种电后表面均覆盖表面电场，并并通过氧化

电池片的背面件的应用量将

主流晶硅组本身和辅料性能，印刷网板热氧化表面配合FZ （区极高的开路电效果十分优异收完的红外光回去。理论上射率，约为3.构，在P+/P 的的积累，形成极性相同，从的有效扩散长电池结构都可盖一层热氧化并制成绒面结化硅上开金属

面，电池表面进一组件的

性能的的改钝化熔）压。，从在电

上这种

5）

，的界成一从而长度，可以实膜。构以接触面呈黑