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光伏BC电池工艺流程

光伏BC电池工艺流程 光伏研习社
2024-08-28
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前道工序:这一阶段包括清洗、碱抛光、制绒等步骤,目的是准备硅片表面以进行后续的沉积过程。随后,沉积钝化层,这一步骤对于提高电池效率至关重要。

图形化和金属化:将正面栅线全部转移到背面,这是BC电池技术的核心步骤之一。背面沉积钝化膜、掺杂层、减反膜和金属电极,其中‌FSF(Front Surface Field)和金属栅线是最为关键的结构,直接影响电池片的转换效率和生产良率。

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金属化:电极对准相应极区对精度要求高,这一步骤确保电池的正常工作。

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激光应用:激光技术在BC电池生产中扮演重要角色,用于激光刻蚀、激光开槽和激光开孔等,以提高生产精度和效率。

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电镀应用:随着图形化工艺的不断成熟,电镀技术有望成为丝网印刷的替代工艺,进一步降低生产成本并提高生产效率。



BC电池技术的优势包括高转换效率、美观的外表适合分布式户用场景、以及随着制造成本的降低,有望逐渐渗透到地面电站的建设中。尽管BC电池技术在产业化上面临成本高、生产流程长、工艺难度大等挑战,但随着技术的进步和优化,预计未来将有更多的解决方案出现,推动BC电池技术的广泛应用。


1、BC不是一种全新的电池技术。Back Contact,金属电极均以叉指状排列在电池背面,为正面创造更多的吸光面积,提高电池片的整体光电转换效率。

2、BC不是一种孤立的电池技术。TBC=TOPCon(隧穿氧化硅/掺杂多晶硅)+BC(全背面接触);HBC=HJT(非/微晶硅)+BC(全背面接触),TBC/HBC的竞争实质上是TOPCon和HJT的进一步差异化竞争。

3、BC技术壁垒高,并非拥有TOPCon/HJT储备即可随时转产BC电池。①BC电池的生产工序较长,尤以背电极制作较为繁琐,需要经历2~3道激光开槽工艺,对设备稳定性/工艺成熟水平要求较高,而激光开槽过程中造成的漏电问题是制约电池片生产良率的重要瓶颈;②由于背电极相互交叉,在焊带设计/焊接工艺和封装工艺也需要做相应调整。焊带方面,扁平化、变薄变宽趋势;胶膜方面,主流方案EPE+POE,胶膜厚度可随焊带超薄而下降;串焊机方面,焊接精度要求大幅提高,需要BC专用串焊机。

4、BC技术高度适配电镀铜。当前金属化方案中,电镀铜、银浆各具优势,长期看,对于工艺复杂,人力、设备、材料成本高昂的BC电池而言,电镀铜在成本、工艺匹配上表现出巨大潜力。

结构:

BC基础结构:

从上至下:SiNx/SiO2 - n+ Si(掺磷)- Si基底 - p+(硼扩)/n++(磷扩) Si - SiO2/SiNx - 金属电极(叉指)

n+ Si(掺磷):利用场钝化效应降低表面少子浓度,从而降低表面复合速率,同时还可以降低串联电阻,提升电子传输能力。

p+ Si(硼扩):发射极能够与N型硅基底形成p-n结,有效分流载流子。

n++ Si(磷扩):与n型硅形成高低结,增强载流子的分离能力,是IBC电池的核心技术。

SiO2/SiNx:背面,抑制IBC太阳电池的载流子复合;正面,减反层提高发电效率。

图:IBC电池结构

来源:《叉指背接触硅太阳能电池》,国金证券研究所

图:叉指电极

来源:DS New Energy官网

HBC结构(HJT/BC):

从上至下:减反层 - 本征非晶硅 - Si基底 - 本征非晶硅 - n/p型非晶硅 - TCO - 金属电极


TBC结构(TOPCon/BC):

从上至下:减反层 - 钝化层 - AlOx - n+ Si(掺磷)- Si基底 - 隧穿氧化层 - p+/n++掺杂多晶硅 - 钝化层 - 减反层 - 金属电极

图:TBC电池结构


工艺:




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