【2017PVCEC】詳解N型高效電池：機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存——英利集團(tuán)宋登元

2017-10-17 17:57:49 PVCEC 　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

2017年10月17日-19日，2017中國(guó)光伏大會(huì)暨展覽會(huì)(PVCEC2017)在北京隆重召開(kāi)。英利集團(tuán)有限公司CTO宋登元在光伏熱點(diǎn)專(zhuān)題研討會(huì)上發(fā)表了題為N型高效電池：機(jī)遇與挑戰(zhàn)的主旨演講。以下為發(fā)言實(shí)錄：宋登元：大家下午

2017年10月17日-19日，2017中國(guó)光伏大會(huì)暨展覽會(huì)(PVCEC2017)在北京隆重召開(kāi)。英利集團(tuán)有限公司CTO宋登元在光伏熱點(diǎn)專(zhuān)題研討會(huì)上發(fā)表了題為“N型高效電池：機(jī)遇與挑戰(zhàn)”的主旨演講。

以下為發(fā)言實(shí)錄：

宋登元：大家下午好。

我們說(shuō)到N型電池，從歷史上來(lái)說(shuō)，從1940年，實(shí)際上沒(méi)有專(zhuān)注于N型P型，當(dāng)年的年代提高效率為目標(biāo)。我們來(lái)探索太陽(yáng)能電池的科學(xué)問(wèn)題，因?yàn)楫?dāng)時(shí)效率非常低，從1940年開(kāi)始也就1%左右，我們看，這時(shí)候用的P型，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的半導(dǎo)體材料，夠開(kāi)始型要容易一些，后來(lái)我們開(kāi)始用N型了，我們要用在空間上，當(dāng)時(shí)60年代，衛(wèi)星已經(jīng)開(kāi)始發(fā)展，所以要在衛(wèi)星上提升效率，發(fā)現(xiàn)N型效率一下就做上去了，我們看就開(kāi)始做，一直到60年代末。

后來(lái)又開(kāi)始P型，又發(fā)現(xiàn)N型在空間應(yīng)用現(xiàn)一些，主要高空的一些高能粒子，這時(shí)候發(fā)現(xiàn)N型它抗粒子能力比P型強(qiáng)，所以在空間，又開(kāi)始研究P型，所以看，一直到目前就是說(shuō)到上個(gè)世紀(jì)末的石油危機(jī)，所以大家就是說(shuō)開(kāi)始從空間轉(zhuǎn)向陸地的時(shí)候，在這個(gè)年代從那個(gè)2000年開(kāi)始之后，就開(kāi)始逐漸空間到陸地上使。一直在研發(fā)當(dāng)中都用的P型，拿來(lái)做就好。又開(kāi)始P型開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)，大家熟悉的，為什么現(xiàn)在P型占到90%，實(shí)際上就是一種慣性。但是隨著品質(zhì)的提高，效率的提升，發(fā)現(xiàn)P型它是便宜，但是往高效走，比較麻煩，所以現(xiàn)在又開(kāi)始實(shí)驗(yàn)室就是說(shuō)有幾種高效電池，比較公認(rèn)的，異質(zhì)結(jié)加IBC。

還有就是說(shuō)單純的HIT，剛才像楊總介紹的，也是用的N型硅。另外所謂N-PERT電池，也是N型硅，將來(lái)從事實(shí)上目前的看，基本成為發(fā)展的貴校，當(dāng)然25的效率也有P型硅的，但是從總的趨勢(shì)來(lái)看，要上25的效率，N型硅相對(duì)是一個(gè)方向。

說(shuō)到N型硅和P型硅，它是天生帶來(lái)的，材料上的優(yōu)勢(shì)。P型現(xiàn)在有衰減，主要因?yàn)橛肅Z，它很難用坩堝把氧去除掉，所以17到18次方的氧。氧是一種間隙原子，氧的間隙就會(huì)流動(dòng)到硼這，我們看圖，畫(huà)紅全的地方，一個(gè)就是說(shuō)光照，光溶度的照，你看它的效率壽命會(huì)下降。所以不論我這個(gè)材料，只要是硼攙雜的有氧，它就會(huì)形成一個(gè)衰減。但是不是說(shuō)所有的攙雜，三種元素?cái)v雜，都會(huì)形成衰減，這些攙雜比較難所以現(xiàn)在盡管有加攙雜的材料，但是工業(yè)化生產(chǎn)上還是費(fèi)勁，分離太小。

N型就沒(méi)有，因?yàn)镹型從根上來(lái)講，我是零攙雜，就沒(méi)有這些問(wèn)題。抗外來(lái)的雜質(zhì)。半導(dǎo)體常見(jiàn)的雜質(zhì)就是金屬雜質(zhì)。

N型硅同樣是1013次方的鐵的攙雜，我們看P型衰減就非常厲害。P型衰減從1300左右降到0.8，N型從1100降到100，盡管都下降，但N型的抗雜質(zhì)能力非常強(qiáng)。導(dǎo)電電阻率都有下降，但是P型下降的多。你在工業(yè)生產(chǎn)中，用N型有一些沾污，它對(duì)硅電池的效率下降了，并不是非常敏感。

N型的缺點(diǎn)。常規(guī)的P型常用的單化硅就不行了，表面引起了反行，導(dǎo)致效率下降，硼擴(kuò)散相對(duì)難一些，需要高溫。問(wèn)越高不僅耗能，對(duì)半導(dǎo)體的熱誘導(dǎo)是不太好的東西，溫度高會(huì)生成一些缺陷。

磷的分凝系數(shù)小。

下面看N-PERT技術(shù)。N型它的電池有很多種類(lèi)，我們剛才說(shuō)第一個(gè)效率圖，高效率的有異質(zhì)結(jié)，還有未接觸電池，對(duì)簡(jiǎn)單的一種所謂的N-PERT，這主要是使用規(guī)劃生產(chǎn)，它比較便宜，所以應(yīng)利剛才也介紹，對(duì)于N型硅從2009年開(kāi)始，當(dāng)時(shí)大家都在P型，還沒(méi)有意識(shí)到N型的發(fā)展方向，這是我們產(chǎn)業(yè)化的增長(zhǎng)趨勢(shì)。任何事情特別是做科研的，一定要從基礎(chǔ)做起才有積累。

從2009年到2010年，第一條生產(chǎn)是18.5%當(dāng)時(shí)的P型是不到18%，選擇性也在17.8左右，18.5%也比較高，現(xiàn)在我們多晶硅也做這種水平。這種電池就是說(shuō)能兼容，它兼容P型的一個(gè)工藝，通過(guò)我們的常規(guī)的磷擴(kuò)散硼擴(kuò)散。由于磷備廠及所以它天生的可以做成雙面電池。還有一個(gè)特點(diǎn)，雙面電池比較多，現(xiàn)在N-PERT也可以做雙面。N型，你背面可以做背面凈光，壽命一定要高到程度，否則背面凈光也沒(méi)有用。背面的小序比較低，正面和背面的效率比比較低。N型現(xiàn)在可以做到0.9沒(méi)有問(wèn)題，但是N-PERT做雙面的話(huà)，做到0.7就非常費(fèi)勁了，不是技術(shù)問(wèn)題，而是材料本身問(wèn)題。

這是N-PERC一個(gè)工藝，應(yīng)利開(kāi)發(fā)兩代工藝，一個(gè)是常規(guī)熊貓，一個(gè)是粒子注入。做雙面的話(huà)，必須背面兩次擴(kuò)散，你正面硼形成之后，你背面就是磷，二代就后面用粒子注入，我后面就做備場(chǎng)，它效率就相對(duì)高。

這是一個(gè)生產(chǎn)效率，我也沒(méi)有更新，這是去年的圖，大概現(xiàn)在高0.5左右，但是趨勢(shì)不一樣。背面場(chǎng)做的好可以說(shuō)它效率分布非常窄，它的背面比較高。

挑戰(zhàn)是什么?所有的N型電池包括HIT，剛才說(shuō)的分層系數(shù)問(wèn)題。第二個(gè)原因因?yàn)橛昧可伲蠹抑繬型電池，這么一個(gè)市場(chǎng)，很多這種硅片廠不愿意投入太的精力，他對(duì)一些個(gè)N型電池進(jìn)行公關(guān)，這樣的話(huà)相對(duì)市場(chǎng)售價(jià)高一些，但是這些不是不可以解決的。

第二個(gè)工藝和材料。我們看它需要做備場(chǎng)和擴(kuò)散。雙面電池需要用的銀漿多，為了提高背面的效率，N-PERT背面也是用的煙，這樣的話(huà)兩頭都用銀，銀的成本比較高。來(lái)用還有擴(kuò)散氣體，B，Br。

這幾個(gè)問(wèn)題不是不可解決，硅片工藝都可以?xún)?yōu)化，來(lái)把它增加部分，降到一個(gè)合理的水平。另外由于高的發(fā)電量，我們可以通過(guò)發(fā)電量的增益，來(lái)彌補(bǔ)客觀成本的增加。

說(shuō)到雙面電池，現(xiàn)在非常熱，今天我們?cè)谡箷?huì)上，雙面電池炒的非常熱。N-PERT可以做雙面，實(shí)際上就是說(shuō)，從工藝步驟來(lái)說(shuō)，兩個(gè)差不多，P型，N-PERC是在普通的電池香上增加了激光滑槽，增加了它衰減的處理。N型它也是增加兩步，從工藝步驟來(lái)說(shuō)一樣的。

所以從這個(gè)你要兩種做雙面電池，從目前的效率比上來(lái)說(shuō)P型肯定做不過(guò)N型，天生決定的。

它的成本，如果我們用100%，N-PERT現(xiàn)在成本高一些，三個(gè)方面，一個(gè)是硅材料，增加5%，N-PERT背面用鋁，增加的更多。另外設(shè)備小眾就貴一些，設(shè)備上要差一些。

降低的方案，背發(fā)射級(jí)技術(shù)，都可以降低銀耗量。

下面的技術(shù)路線(xiàn)，N-PERT目前21%左右有很大的提升空間，包括新型渡化技術(shù)，它的發(fā)展有很大的空間。

從投資來(lái)說(shuō)，在電站上，如果我提升10%的發(fā)電量，在其他條件一樣的情況下，和單面來(lái)比，現(xiàn)在雙面的要比單面的貴20%左右，大概的價(jià)格，現(xiàn)在可能更低一些，15%。如果這種情況下，從收益上來(lái)說(shuō)，如果我電站其他完全是一樣的，由于背面的收益呢，N型單面是創(chuàng)面劃算。應(yīng)利也是做了一個(gè)領(lǐng)跑者，我國(guó)第一個(gè)領(lǐng)跑者，山西大同，去年6月份，已經(jīng)一年的數(shù)據(jù)。通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，發(fā)電量有一個(gè)提高個(gè)，15%到20%左右。另外驗(yàn)證了它長(zhǎng)期有可靠性，因?yàn)楫吘筃型它衰減比較少，長(zhǎng)期來(lái)說(shuō)它發(fā)電量比較穩(wěn)定。

目前市場(chǎng)比較小，國(guó)家能夠支持一些配額，專(zhuān)項(xiàng)，研究，以及標(biāo)準(zhǔn)，特別是標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在也做的特別熱。我們?cè)谧鰢?guó)標(biāo)，三類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，都是在雙面的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)檢測(cè)機(jī)構(gòu)，他們也在牽頭做檢測(cè)，如何正確的評(píng)價(jià)N型雙面，包括P型雙面，這些配套之后，N型雙面，N-PERC會(huì)有一個(gè)非常好的發(fā)展。謝謝。

責(zé)任編輯：lixin

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