3 N型双面电池技术现状及设备应用20170414-使用.pdf

N型双面电池技术现状及设备应用 宋登元 博士 英利绿色能源 有限公司 CTO 光 伏材料与技术国家重点 实验室 主任 上海 2017.4.16 高效光伏产品技术収展及设备应用研讨会 2 目录 1 英利熊猫 N型双面电池 2 英利熊猫组件 3 N型电池 设备应用情况 3 目录 1 英利熊猫 N型双面电池 2 英利熊猫组件 3 N型电池 设备应用情况 4 熊猫 N-PERT电池 CZ N - Si Subs tra teF r o n t co n ta ctR ear co n tac t ( A g )Incid e nt ligh tIncid e nt ligh t Text ured fron t surface w ith ant i ref lec tio n c oat i ngBoron d i ff used emi t ter (P + )Phosp ho rus di ff used BSFSiNx passi v a tio ncoat i ngmass production 结构简单，易于生产 成本低，与传统产线兼容性高 双面受光，収电量大 优异的抗 LID特性 正面 背面 18.0%18.5%19.0%19.5%20.0%20.5%21.0%21.5%2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017Yingli Panda Cell Efficiency 钝化改进，四主栅设计 离子注入技术 双次印刷 背抛光工艺 5 离子注入 背场电池 传统 POCl3扩散背场电池 磷离子注入背场电池 背场掺杂均匀性差，表面复合高 工艺步骤多（去磷硅玻璃、边缘刻蚀等） 背场掺杂均匀性好，表面复合低 工艺步骤简单（硼磷共退火掺杂） N - t ype S ubs t r a t e( P +) e m i t t e rN + B S F B a c t c o n t a c t ( Ag )F r o n t c o n t a c t ( Ag / Al ) A R C : S i O 2 / S i N xA R C : S i O 2 / S i N xN - type Substrate ( P +) emitter N + Bact contact ( Ag ) Front contact ( Ag / Al ) ARC : SiO 2 / SiNx ARC:SiO2/SiNx Edge isolation BSF 熊猫电池技术升级 1 9 .5 2 0 .0 2 0 .5 2 1 .0 2 1 .50 .0 00 .0 20 .0 40 .0 60 .0 80 .1 00 .1 20 .1 40 .1 60 .1 80 .2 00 .2 20 .2 40 .2 60 .2 80 .3 0P d i f f u si o nP i m p l a n t a t i o nC e l l e f f i ci e n cy (% ) 电 池参数分布窄 电 池背面效率高 Uoc (mV) Jsc (mA/cm2) FF (%) Eff (%) 常规电池 653 38.79 80.93 20.50 离子注入电池 656 39.71 80.69 21.02 1 6 .01 6 .51 7 .01 7 .51 8 .01 8 .51 9 .01 9 .52 0 .0Rear sideefficiency(%)P d i f f u si o nI scP i m p l a n t a t i o n离子注入 背场电池规模量产参数 7 选择性背场电池 传统背场结构电池 选择性背场结构电池 (SBSF) 低接触电阻 高背面复合速率 低接触电阻 低背面复合速率 A R C : S i O 2 / S i N xN - t ype S ubs t r a t e( P +) e m i t t e rN + B S F n + n + n + B a c k c o n t a c t ( Ag )F r o n t c o n t a c t ( Ag / Al ) A R C : S i O 2 / S i N xN - t ype S ubs t r a t e( P +) e m i t t e rN + B S F B a c k c o n t a c t ( Ag )F r o n t c o n t a c t ( Ag / Al ) A R C : S i O 2 / S i N xA R C : S i O 2 / S i N x熊猫电池结构进一步优化 8 电性能参数 Area(cm2) Voc (mV) Jsc(mA/cm2) FF(%) Eff(%) 正面 244.3 664.3 40.01 80.95 21.52 背面 244.3 661.6 36.53 80.87 19.54 电池 IV曲线 双面因子 90% 选择性背场电池产线参数 400 500 600 700 800 900 1000 1100 12000. 00. 20. 40. 60. 81. 0IQEWa v e l e n g t h ( n m )P a n d a CellS BS F Cell1 9 .5 2 0 .0 2 0 .5 2 1 .0 2 1 .55%10%15%20%25%30%N -PER T C e l lN -PER T SBSF C e l lC e l l e f f i ci e n cy (% )9 目录 1 英利熊猫 N型双面电池 2 英利熊猫组件 3 N型电池 设备应用情况 光致衰减（ LID） 特性 10 优异的抗 LID性能 熊猫组件性能测试 熊猫组件相对常规单晶组件发电量增益统计 一个月数据 发电量平均增益 发电量最高增益 20.20% 33% 02468101214160%5%10%15%20%25%30%35%2015/8/152015/8/162015/8/172015/8/182015/8/192015/8/202015/8/212015/8/222015/8/232015/8/242015/8/252015/8/262015/8/272015/8/282015/8/292015/8/302015/8/312015/9/12015/9/22015/9/32015/9/42015/9/52015/9/62015/9/72015/9/82015/9/92015/9/102015/9/112015/9/122015/9/132015/9/14Radiationof titled surface(kWh/m2 )Power Gain (%) 収电量测试 Power GainRadiation of titled surface (kWh/m2)熊猫组件性能测试 12 安装在屋顶的熊猫组件与常规组件収电量对比数据（一年） 组件距离屋顶高度 30厘米 结果表明：熊猫组件収电量比常规组件高 21% STC power output increased5% 10% 15% 20% 25% 30% 290 W 304 W 319 W 333 W 348 W 362 W 377 W 发电量对比 熊猫组件性能测试 安装地点不同，组件功率增益不同 13 在反射率为 25%的草地安装 ， 功率增益为 10% 在反射率为 50%的沙地或水泥地安装 ， 功率增益为 15% 在反射率 为 78%的白色屋顶 安装 ， 功率增益为 25% 在反射率 为 90%的雪地安装 ， 功率增益为 30% 沙地 /水泥地 雪地 草地 白色屋顶 熊猫组件背面增益 14 目录 1 英利熊猫 N型双面电池 2 英利熊猫组件 3 N型电池 设备应用情况 N型双面电池设备应用 15 制绒 扩散 /离子注入 边缘刻蚀 钝化 /减反射层制备 烘干 &烧结 丝网印刷 清洗 /制绒设备 ： 成熟 国产 设备 N型双面电池工艺 设备目前国产化情况 去 BSG/PSG 硼 扩散 炉 ： 以进口设备为主（ Tempress） 离子注入 机 ： 已 国产 化 等离子刻蚀机 ： 成熟 国产 设备 化学 清洗 设备 ： 成熟 国产 设备 板试 PECVD： 以进口设备为主 管试 PECVD：已国产化 印刷 机 ： 已 国产 化 烘干 /烧结 炉 ： 已 国产 化 N型双面电池关键设备及其 主要问题 16 1.掺杂设备 扩散炉 1）硼 扩散炉 设备 主要由 Tempress和 捷佳 创 设备 商 提供。设备工艺温度要求高，维护难度大，维护成本 高。 2）磷扩散炉 磷扩散设备的国产化程度比较高，目前应用较广，发展成熟。 离子注入机 离子注入设备供应商主要有凯士通、 Intevac实现国产化。 相对磷扩散炉，精度高，稳定性好； 目前硼注入机还处于开发阶段。 17 2、减反层 /钝化层制备 设备 PECVD 1）板试 PECVD 目前主要供应商是 梅因博格， 国产化程度 较低。 2）管试 PECVD 国产化程度较高，主要设备商为捷佳 创等。 3、金属化设备 印刷机 已国产化，设备供应商有迈为 等。 烧结炉 已国产化，主要供应商为锐姆 等。 N型双面电池关键设备及其 主要问题 N型双面电池设备投资分析 18 关键设备投资差异对比 成本比例 P型电池产线 N型电池产线 制绒设备 磷扩散炉 /磷离子注入机 （注入成本高） 湿法刻蚀设备 硼扩散设备 （成本高） 湿化学设备 镀膜设备 （双面、投资大） 金属化设备 一条 N型双面电池产线比 P型电池产线投资成本约高1.3 1.5倍 N型双面电池设备需求展望 1. 掺杂专用设备 （ 高温扩散炉 、 低压扩散炉 、 离子注入机 、 旋涂机 ） 2. 先进钝化层制备设备 （ PECVD、 ALD、 LPCVD） 3. 先进金属化设备 （ 高性能印刷设备 、 电镀设备 、 喷墨设备 ） 4. 专用焊接设备 （ 多主栅 /半片 /叠片焊接设备 ） 19 领 跑者 计 划的 实 施以及 双面 发电产 品 认 可度的快速提升 ， n型 双面 电 池 组 件 的市 场 份 额 正迅速 扩 大 ， 对 N型双面 电 池及 组 件 设备 的需求 主要有以下几种： 20