追踪 PERC 电池的前生今世

PERC电池(PassivatedEmitterandRearCell)最早起源于上世纪八十年代,


1989年由澳洲新南威尔士大学的MartinGreen研究组在AppliedPhysicsLetter首


次正式报道了PERC电池结构,当时达到22.8%的实验室电池效率。


1999年验室研究的PERL电池创造了转换效率25%的世界纪录。采用了光


刻、蒸镀、热氧钝化、电镀等技术。


2006年用于对P型PERC电池的背面的钝化的AlOx介质膜的钝化作用引起


大家重视,PERC技术开始逐步走向产业化。


2013年前后,开始有厂家导入PERC电池生产线,近几年PERC电池越来越


引起行业重视,产能获得快速扩张。


2017年全球预计新增产能6.5GW,从现有标准电池线升级2.5GW,预计


至2017年底,全球PERC电池产能将达到20GW。


硅片厚度不断降低


近来,为了降低太阳电池的成本,硅片的厚度不断降低,从最初的


350μm到270、240、220、180μm,将来甚至会向更薄方向发展。


带来的影响


1)背面复合


随着硅片厚度的减薄,少数载流子的扩散长度可能接近或大于硅片的


厚度,部分少数载流子将扩散到电池背面而产生复合,这将对电池效


率产生重要影响。


2)内表面背反射性能


当硅片厚度降低到200μm以下时,长波长的光吸收减少,需要电池有


良好的背反射性能。


PERC


电池结构是从常规铝背场电池(BSF)结构自然衍生而来。BSF电池具


有先天的局限性,随着业界对电池提效的关注愈来愈高,这种局限性


越发明显。应用于常规BSF电池背表面的金属铝膜层中,复合速度无法


降200 cm/s以下。到达铝背层的红外辐射光只60%,70%能被反射回去。


通过在电池背面附上介质钝化层,可大大减少这种光电损失,这就是


PERC电池的工作原理。这个概念仅针对电池背面进行了优化,尤其是


降低了光伏电池背面的复合损失,与电池正面无关。


标杆企业是此轮产能扩张的主力。2018 年至 2019 年,通威作为全球最大的单晶PERC 电池制造商,其产能从9GW 扩张至 17.4GW,增幅约为93%,而单晶PERC 出货量全球第 一的爱旭,其PERC 产能则从 5.5GW 提升至 9.2GW,增幅约为67.27%,硅片巨头隆基的产能则从2018 年 4.5GW 扩展至 10GW,增幅约122.22%。以上厂商切入PERC 电池生产 的时间较早,在技术端占优,此番继续加码PERC,意在夯实其规模优势




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