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26%+!如何提高現有HJT產線的轉換效率?

HIT轉換效率提升路徑清晰,預計2025年HJT量產平均轉換效率達26%+,HJT+鈣鈦礦中試線效率可達28%。按照目前HJT電池廠對HJT技術升級的規劃,預計21年透過改變PECVD鍍膜順序、吸雜工藝等方式,HJT量產穩態效率可達24。7%+;22年可透過銀漿、靶材的材料最佳化將HJT平價量產效率提升到25%;23年可透過非晶微晶相結合,將量產平均轉換效率提升到25。5%;24年透過無主柵等技術將HJT電池量產效率提升到26%;25年透過HJT疊層鈣鈦礦中試線效率達28%,HJT量產線效率有望達26%+。

非晶矽鍍膜工藝最佳化:提升鈍化效果

HJT電池可獲得較高的轉換效率,非晶矽薄膜的鈍化效果是關鍵,提升鈍化效果的關鍵是降低雜質影響,目前可透過改變鍍膜順序和預處理工藝來減少雜質。

改變PECVD鍍膜順序,減少本徵層硼汙染,轉換效率有望提升0。15%。目前生產HJT鍍膜一般先完成一面鍍膜,再翻面完成另一面鍍膜,即ip+in或in+ip的順序,該工藝的缺點在於p型摻雜層鍍膜完成後,硼殘留在腔體及托盤表面,硼汙染會影響本徵層的鈍化效果,降低轉換效率。目前,PECVD裝置採用兩次翻面即i-in-p鍍膜,可有效減少硼汙染。邁為新一代PECVD裝置已開始使用該技術,由2臺CVD變為3臺CVD,並增加一次翻片,使得電池轉換效率提升0。15%。

矽片預處理工藝,減少矽片雜質提升轉換效率。可透過氫氟酸或氫等離子體對矽片進行預處理,減少矽片表面的重金屬雜質,從而提升少子壽命、提高電池片效率,最佳化介面鈍化效果。

26%+!如何提高現有HJT產線的轉換效率?

HJT電池膜層最佳化:非晶微晶相結合

提升非晶矽薄膜的晶化率可有效提升轉換效率。HJT電池的轉換效率與非晶矽薄膜的晶化率、電導率和吸收率相關,如果把非晶矽的晶化率提高,電導率會大幅提高,而自吸收則下降,可以減少ITO橫向電導的壓力,實現更好的鈍化效果。

26%+!如何提高現有HJT產線的轉換效率?

非晶微晶相結合技術目前還處於實驗室階段,規模化應用仍需時日。微晶矽沉積使用PECVD、HWCVD或VHF-PECVD技術,目前由於微晶矽生長速率較慢,且存在縱向不均勻,在介面處易生成非晶孵化層,影響電池效能,一般使用VHF-PECVD製備微晶矽,但該技術目前規模化生產的薄膜均勻性較差,奈米晶矽/微晶矽作為未來HJT的發展方向,大規模應用仍需解決技術工藝問題。

電池材料最佳化:靶材、銀漿材料最佳化,提升轉換效率

靶材的選擇決定了薄膜的光電特性,進而影響電池轉換效率。目前TCO鍍膜主要採用PVD或RPD技術,PVD主要採用ITO和SCOT靶材,目前ITO靶材已較為成熟,ITO的錫含量越低,電池轉換效率越高,97/3和99/1低錫含量濺射靶材所製備的異質結電池的轉換效率要優於普通成分比為90/10的ITO靶材。RPD主要採用IWO和ICO靶材,新型ICO靶材載子遷移率可達50-150cm2/Vs,高於IWO的40-80cm2/Vs,有望大大最佳化薄膜效能,未來靶材材料的創新有望進一步帶動電池轉換效率的提升。

HJT低溫銀漿電阻率較高。目前PERC電池採用的高溫銀漿是1-3um的球形銀粉,該種銀粉在燒結過程中部分熔融形成電阻低的銀電極,目前晶矽電池電阻率水平是在2-3*10-6Ωcm。而HJT電池工藝中的電極成型溫度達不到可使球形銀粉部分熔融燒結的要求,所以電阻較高,目前HJT低溫銀漿電阻率達到5-6*10-6Ωcm,是高溫銀漿的1。5-2倍,這是HJT電池串聯電阻高的主要原因之一。

低溫銀漿材料最佳化,可降低電阻率提升電池效率。目前,一方面透過對不同尺寸、不同形貌銀粉的復配,使銀粉在銀漿中達到最優的密堆積狀態,減少電極固化後的內部孔洞密度。另一方面並透過提升銀含量,提升電極固化過程的體積收縮率,增加電極固化後銀顆粒之間的接觸點及接觸有效性,HJT銀漿電阻率有望降低至3-4*10-6Ωcm,電阻降低可有效提升HJT電池效率。

元件結構最佳化:無主柵設計提升轉換效率

無主柵技術具備提升光照面積並降低電阻的優勢。光伏柵線的責任在於傳導電流,從電阻率的角度分析,柵線越細則導電橫截面積越小,電阻損失越大,而柵線越粗會遮擋部分太陽光進入電池,因此主柵和副柵設計的核心是在遮光和導電之間取得平衡。無主柵技術保留正面傳統的絲網印刷,製作底層細柵線,然後透過不同方法將多條垂直於細柵的柵線覆蓋在細柵之上,形成交叉的網格結構,以金屬線代替傳統焊帶,彙集電流的同時實現電池互聯,從而減少陽光遮擋,降低電阻。

無主柵技術可提升0。3%的電池轉換效率。梅耶博格的SWCT技術將內嵌銅線的聚合物薄膜覆蓋在HJT電池正面,在元件層壓過程中,依靠層壓機的壓力和溫度使銅線和絲網印刷的細柵線直接結合在一起,銅線代替了銀主柵,節省了材料成本。預計SWCT可將元件封裝後的電池片轉換效率提升0。3%,耗銀量最高可減少83%。

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