摘 要:本文介紹了寧波杉杉尤利卡太陽能科技發(fā)展有限公司利用絲網(wǎng)印刷工藝,制造出的N型晶體硅太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率達到了16.5%,實現(xiàn)了N型晶體硅太陽電池的規(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型晶體硅太陽電池、鋁背發(fā)射結(jié)、絲網(wǎng)印刷
0 引 言
目前,國內(nèi)各太陽能光伏企業(yè)生產(chǎn)的晶體硅太陽電池都是P型硅太陽電池。全球而言,能夠?qū)崿F(xiàn)N型太陽電池批量生產(chǎn)的公司為數(shù)很少。P型硅太陽電池是一種非常成熟的晶體硅太陽電池,其批量生產(chǎn)的光電轉(zhuǎn)換效率在15%~17%。由于近幾年來,歐美等發(fā)達國家對可再生能源尤其是太陽能資源的重視,國際太陽能市場逐年擴大,而且發(fā)展速度非常快。我國的太陽能光伏事業(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,國內(nèi)涉及太陽能光伏的企業(yè)已超過百家,而且發(fā)展勢頭還在不斷擴大。太陽能市場火爆了,因此,對原材料的需求也在加速,硅片的價格增長也很快。目前,一片125規(guī)格的單晶硅片在55元左右,相當于幾年前的兩倍多。因此,市面上的P型硅材料非常緊缺。在這種形勢下,研究并生產(chǎn)N型晶體硅太陽電池意義非常重大。寧波杉杉尤利卡太陽能科技發(fā)展有限公司在研制和規(guī)模生產(chǎn)N型晶體硅太陽電池方面已經(jīng)取得了實質(zhì)性的進展。
1、電池制備
在寧波杉杉尤利卡公司P型單晶硅太陽電池生產(chǎn)線上進行了帶有頂表面場的絲網(wǎng)印刷鋁背發(fā)射結(jié)N型單晶硅太陽電池的生產(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 |
擴散形成頂表面場(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 |
去除硅片背面磷擴散層 |
絲網(wǎng)印刷背面全覆蓋鋁漿 |
高溫燒結(jié)形成PN結(jié) |
印刷電極、燒結(jié) |
帶有頂表面場(FSF)的絲網(wǎng)印刷鋁背發(fā)射結(jié)N型單晶硅太陽電池的結(jié)構(gòu)示意圖見圖1
圖1 絲網(wǎng)印刷鋁背發(fā)射結(jié)頂表面場N型單晶硅太陽電池 |
此方法能夠?qū)崿F(xiàn)N型太陽電池的規(guī)模生產(chǎn),且利潤空間相對P型電池要大,杉杉尤利卡公司解決了影響N型太陽電池的規(guī)模生產(chǎn)的幾個關(guān)鍵問題:光電轉(zhuǎn)換效率的均勻性和穩(wěn)定性問題以及電極可焊性和牢固度等問題。
2、電池測試
該方法制備的N型太陽電池開路電壓達到625mV,電流密度33mA/cm2,填充因子達到80%。
絲網(wǎng)印刷鋁背發(fā)射結(jié)頂表面場N型單晶硅太陽電池在標準測試條件下(AM1.5, 100mW/cm2, 25℃)的測試結(jié)果見表1。以下數(shù)據(jù)是從1萬片中隨機抽測的部分數(shù)據(jù)。
表1 絲網(wǎng)印刷鋁背發(fā)射結(jié)N型單晶硅太陽電池電性能測試結(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% |