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激光技术提高光伏电池转换效益

导读: 光伏行业的目标是不断提高光电转换效率,并降低生产成本,那么实施路径就是扩大生产规模,提高生产过程的控制水平。

  光伏行业的目标是不断提高光电转换效率,并降低生产成本,那么实施路径就是扩大生产规模,提高生产过程的控制水平。太阳能电池的栅线会遮挡太阳光,所以栅线宽度越小,电池的转换效率就越高。

  目前国内主流丝网印刷技术的栅线宽度大概在120微米左右,大部分公司都可以达到。德国一些公司应用SE技术能做选择性发射电极,可以把栅线宽度压缩到80微米左右。如果要进一步压缩就需要引进其他新技术,现在一个主要的发展方向是激光技术,可以使栅线宽度达到40微米左右。利用这种激光掺杂技术可以使转换效率达到18%-19%。如果需要把栅线宽度做得更细,那就可以借用半导体行业的光刻和离子注入工艺,但是要把这种技术从半导体领域移植到太阳能电池领域是很困难的,因为太阳能电池硅片的生产量通常是一天处理几十万片,这大概相当于半导体工厂一年的加工量。现在国外最先进的工艺是把栅线挪到背面,通过激光打孔把正面的电流引到背面。一家美国公司已经应用这个技术在德国建设了一条80MW的生产线,预计将在今年投产。再进一步就是连激光打孔也不要了,这就是利用所谓的IBC技术,PN结都在背面,正表面没有PN结。这种技术实现产业化以后,电池效率可以达到20%以上。

  除了栅线宽度的缩小之外,提高电池效率的另一个重要途径就是利用浅结。当前的电池结深通常是0.5微米,用SE电池或者激光掺杂等技术可以允许结深达到200纳米左右,如果结深更浅,扩散就非常不均匀了。这实际上对我们提出了更高的要求,就是在浅结上能够做到扩散区域很均匀。另一个发展方向是HIT(异质结)技术,就是不需要扩散,在硅表面用PECVD工艺镀上一层结硅,其厚度只有20纳米左右,这样效率就可以得到提高。
 

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