光伏產業低迷，腹背受敵。怎樣能挺過寒冬？有技術實力而且能將技術變成生產力的企業，將最終勝出。高效電池就是光伏的突圍之匙。
1.國產高效晶體矽電池-中電SE電池
SE高效電池（選擇極發射SelectiveEmitter）是一種在現有加工製造工藝設備和P型矽片原料的基礎上的單晶矽電池。其轉化效率平均達到17.5%，性能更穩定，受主要原材料矽片的材質變化影響小。
中電光伏研發成功並主推的電池技術為SE（Selective Emitter選擇性發射極）電池，趙建華博士在新南威爾士（UNSW）研發中心擔當主任期間就從事了十幾年的此類型電池研究。SE電池可以算是尚德PLUTO電池的一個簡化版，它們都是從PE係列電池演變而來，因為無論是PESC、PERC，還是PERL電池均含有SE電池最典型的選擇性發射極技術，SE技術隻選取PE係列收益最明顯、同時產業化相對容易的前表麵結構部分。屬於UNSW的PERL的衍生技術。相對於尚德PLUTO是對PERL技術的“高仿”電池，中電SE電池可視為“低仿”。
中電SE電池的工藝特點為：
1） 利用絲網印刷腐蝕劑來代替傳統光刻技術在二氧化矽層上蝕刻電極圖形，一般為10％～25％的氟化氫銨漿料。
2） 經過3次熱處理達到先重擴散後輕擴散的目的，僅在重擴散區域印刷電極，即“選擇性”發射極。
2.國產高效晶體矽電池-英利熊貓Panda
“熊貓”N-MWT N型MWT單晶矽高效電池項目是英利集團與歐洲著名太陽能光伏電池研究機構——荷蘭國家能源研究中心（ECN）及全球領先的光伏設備和自動化係統供應商阿姆泰克（Amtech）公司進行的聯合研發項目。填補了國內N型電池技術的空白。之所以將該技術命名為“熊貓”，一個原因就是熊貓的英文單詞“PANDA”中具有從“P”到“N”的變化。
“熊貓”電池擁有豐富的技術元素。是N型雙麵電池技術和MWT金屬纏繞式（Metallisation Wrap-Through，簡稱MWT）電池技術的集成。ECN研究中心於2009年研發成功MWT電池技術可以得到17%的多晶矽組件轉化效率，創下當時的一個記錄，理論上這種技術可以達到25%的綜合效率。這種電池技術將主柵線從傳統的正麵轉移至背麵，正麵隻保留細金屬柵線，因此降低表麵柵線遮擋損失，因此又被稱作背電極電池。
在單晶電池方麵，ECN的N型雙麵電池技術已經成功得通過設備製造商Tempress（Ametech Systems子公司）植入英利的“熊貓”電池。與傳統的硼或者其他3價元素擴散的P型矽片不同，“熊貓”電池的基礎是磷摻雜的N型矽片。後者的少數載流子壽命比P型矽片高很多，但是由於摻雜工藝更複雜以及在N型矽片上形成P結的難度也更大，所以傳統的工藝仍然以P型矽片的加工為主。ECN通過研發並與Tempress合作，很好得克服了這些困難。N 型電池有更高的短路電流和更高的Voc及填充因子FF。電池轉化效率η=IscVocFF/Ps，因此N型電池的效率要比P型電池高至少5—8%。摻磷背電場結構可以進行雙麵設計，相對於傳統的鋁背電場，因為不用讓電池彎曲，所以能加工更薄的矽片。英利方麵表示，目前矽片的切割厚度已經降至低於180微米，合格率超過96.5%。
英利“熊貓”電池技術是一種高效率低成本的技術路線，具有很強的市場競爭力和發展潛力。“熊貓”組件具有幾大技術優勢：一是領先的光電轉化效率。目前英利生產的熊貓電池的平均效率已達19%，最高效率達到了20%；其次，實驗數據表明，與普通P型單晶矽組件2%的初始光衰減相比，熊貓組件的初始光衰減幾乎為零。因此，在長期使用過程中熊貓組件的效率更穩定，發電量更多；再次，與普通P型單晶矽組件相比，熊貓組件具有優異的高溫特性，溫度係數比傳統組件低6%―9%，尤其適用於高溫地區。此外，美國國家可再生能源實驗室已經證明，熊貓組件具有優異的弱光特性。在早晨和傍晚比普通P型單晶矽組件能發更多的電，性價比非常高；最後，獨特的雙麵發電功能。通過透明背板封裝或雙麵玻璃封裝的熊貓組件具有雙麵發電功能。
3.高效晶體矽電池技術-表麵織構
減少入射光學損失是提高電池效率最直接方法。化學腐蝕工藝是最成熟的產業化生產技術，也是行業內最廣泛使用的技術，工藝門檻低、產量大；但絨麵質量不易控製、不良率高，且減反射效果有限（腐蝕後的反射率一般仍在11%以上），並產生大量的化學廢液和酸堿氣體，非環境友好型生產方式。反應離子刻蝕技術（RIE）是最有發展前景的技術，它首先在矽片表麵形成一層MASK（掩膜）再顯影出表麵織構模型，然後再利用反應離子刻蝕方法製備表麵織構。用這種方法製備出的減反射絨麵非常完美，表麵反射率最低可降至0.4％，單多晶技術統一，生產工藝與設備都可移植於IC工業，如果生產成本能夠進一步降低可望取代化學腐蝕方法而大規模使用。京瓷產業化17.2%~17.7%的多晶矽電池就是采用等離子刻蝕工藝的一個成功典範。
4.高效晶體矽電池技術-發射區擴散
PN結特性決定了太陽能電池的性能。傳統工藝對太陽能電池表麵均勻摻雜，且為了減少接觸電阻、提高電池帶負載能力表麵摻雜濃度較高。但研究發現表麵雜質濃度過高導致擴散區能帶收縮、晶格畸變、缺陷增加、“死層”明顯、電池短波響應差。PN結技術是國際一流電池製造企業與國內電池企業的主要技術差距。為了在提高電池的填充因子的同時避免表麵“死層”，選擇性擴散發射極電池技術是最有望獲得產業化生產的低成本革命性高效電池技術，其技術原理簡單且通過現有裝備已經在實驗室實現，但如何降低製造成本是該技術產業化過程中所麵臨的主要挑戰。目前國內中電的SE電池和尚德的PLUTO冥王星的高效電池技術核心均來源於此，相信隨著配套裝備與輔助材料的及時解決近二年內將會迅速普及與推廣。
在製造工藝上采用氮氣攜帶三氯氧磷管式高溫擴散是目前主流生產技術，其特點是產量大、工藝成熟操作簡單。隨著電池向大尺寸、超薄化方向發展以及低的表麵雜質濃度（表麵方塊電阻80～120Ω／口、均勻性±3%以內），減壓擴散技術（LYDOP）優勢非常明顯，工藝中低的雜質源飽和蒸氣壓、提高了雜質的分子自由程，它對156尺寸的矽片每批次產量400片的情況下其擴散均勻性仍優於±3%，是高品質擴散的首選與環境友好型的生產方式。鏈式擴散設備不僅適應Inline自動化生產方式，而且處理矽片尺寸幾乎不受限製、碎片率大大降低而迅速受到重視，其工藝有噴塗磷酸水溶液擴散與絲網印刷磷漿料擴散二種。在鏈式擴散技術上，BTU、SCHMID以及中電集團第48所均已有長時間的研究及工業化應用，隻要能在擴散質量上獲得突破其一定會取代目前管式擴散成為主流生產裝備與技術。
5.高效晶體矽電池技術-去邊技術
產業化的周邊PN結去除方式是等離子體幹法刻蝕，該方法技術成熟、產量大，但存在過刻、鑽刻及不均勻的現象，不僅影響電池的轉換效率，而且導致電池片蹦邊、色差與缺角等不良率上升。激光開槽隔離技術根據PN結深度而在矽片邊緣開一物理隔離槽，但與國外情況相反，據國內使用情況來看電池效率反而不及等離子體刻蝕技術，因此該方法有待進一步研究。
目前行業出現的另外一種技術——化學腐蝕去邊與背麵腐蝕拋光技術集刻蝕與去PSG一體，背麵絨麵的拋光極大降低了入射光的透射損失、提高電池紅光響應。該方法工藝簡單、易於實現inline自動化生產，不存在“鑽刻”與刻蝕不均勻現象，工藝相對穩定，因此盡管配套設備昂貴但仍引起業內廣泛關注。
作者：和海一樣的新能源
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