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本篇讲光伏中游电池，下篇讲光伏中游组件 6、电池 27． 市场：150 GW 900 亿2021 年全国电池片产量 152 GW 912 亿（0．6元／W） 28． 道理：半导体光电特征 半导体掺入Ⅴ族元素（磷P砷As），V族元素比拟Ⅳ族的外层电子多出一个，多出的电子可以或许作为导电的来历，这类搀杂手段被称为N（Negative）型搀杂假如掺入Ⅲ族元素（如硼B氟化硼BF2），Ⅲ族元素比拟Ⅳ族的外层电子少一个，这类贫乏电子的空位被称为空穴，空穴一样可以或许导电，对应的搀杂手段被称为P（Positive）型搀杂 当太阳光照耀在概况，PN结四周的电子接收能量变成移动的自由电子，同时在本来的位置构成空穴，当毗连电池正负极构成闭合回路时，自由电子遭到内电场的力从N区颠末导线向P区移动，在外电路发生电流，具体阐发请参考半导体周全阐发（一）：两年夜特征，三年夜政策，四年夜分类！ 29． 手艺线路：Al－BSF→PERC→TOPCon／HJT→HBC／TBC→叠层钙钛矿／多带隙／热载流子 按照所用材料的分歧，太阳能电池可分为三年夜类 晶体硅太阳能电池：单晶硅、多晶硅薄膜太阳能电池：硅基薄膜、化合物类和有机类新型太阳能电池：叠层、多带隙、热载流子 手艺线路为 Al－BSF→PERC→TOPCon／HJT→HBC／TBC→叠层钙钛矿／多带隙／热载流子，下面逐一介绍 30． Al－BSF：制绒、分散、刻蚀、镀膜、丝印、烧结、分选 基在光伏道理，晋升光电转换效力要下降光损掉、削减电子空穴对复合 下降光损掉：光照耀时，电池片正背面城市发生折射和反射，下降电池片反射率的工艺包罗概况制绒、栅线遮光、制备双层减反膜等 削减电子空穴对复合：光伏操纵少数载流子（电子／空穴）进行工作，少数载流子寿命（少子从发生到复合的时候距离）决议转换效力，削减少子复合可以增添少子寿命，少子复合包罗体复合和概况复合，削减少子复合的工艺包罗正面镀膜（同时削减体复合和概况复合）、铝背场（削减后背复合）、镀氧化铝钝化（削减后背复合）等 Al－BSF 铝背场电池指在 PN 结制备完成后，在硅片的背光面沉积一层铝膜，制备 P＋层的光伏电池，既可以削减少数载流子在后背复合的几率，也能够作为后背的金属电极，包罗制绒清洗、分散制结、刻蚀、制备减反射膜、印刷电极、烧结和主动分选七道工序 制绒清洗：操纵硅的各向异性侵蚀，在每平方厘米硅概况构成几百万个四面方锥体也即金字塔布局，因为入射光在概况的屡次反射和折射，增添了光的接收，提高了电池的短路电流和转换效力 分散制结：太阳能电池需要一个年夜面积的 PN 结以实现光能到电能的转换，分散炉即为制造太阳能电池 PN 结的专用装备 去磷硅玻璃：把硅片放在氢氟酸溶液中浸泡，使其发生化学反映生成可溶性的络和物六氟硅酸，以去除分散制结后在硅片概况构成的一层磷硅玻璃 等离子刻蚀：分散进程中硅片概况分散上磷，PN 结正面所搜集到的电子会沿着边沿分散有磷的区域流到 PN 结的后背造成短路，凡是采取等离子刻蚀对太阳能电池周边的搀杂硅进行刻蚀去除电池边沿的 PN 结 镀减反射膜：为了削减概况反射，提高电池的转换效力，采取 PECVD 装备沉积一层氮化硅减反射膜 丝网印刷：采取丝网印刷机将预定图形压印在基板上，包罗电池后背银铝浆印刷、电池后背铝浆印刷、电池正面银浆印刷 快速烧结：烧结炉快速烧结，将有机树脂粘合剂燃烧失落，剩下纯洁因为玻璃质感化而密合在硅片上的银电极，当银电极和晶体硅在温度到达共晶温度时，晶体硅原子以必然的比例融入到熔融的银电极材猜中去，从而构成上下电极的欧姆接触 主动分选：主动分选机经由过程摹拟太阳光谱光源，对电池片的相干电参数进行丈量，按照丈量成果将电池片进行分类 31． PERC：镀膜开槽，市占率 85％ Al－BSF（铝背场电池）铝背层红外辐射光只有 60－70％ 能被反射，发生光电损掉，PERC 发射极钝化和后背接触（Passivated Emitterand Rear Cell）在电池后背附上一层钝化层（氧化铝或氧化硅）发生更多反射光增添额外电流削减光电损掉，假如后背不消铝浆，改成局部铝栅线，可以简单进级成双面 PERC 布局，双面率可以到达 75—85％ PERC 工艺增添两道工序：PECVD 沉积后背钝化叠层（加强后背钝化反射能力）、后背钝化层激光开槽（买通钝化叠层构成电学通路） 光电转换效力：2021 年单晶 PERC 电池市占率到达 85％，隆基已可将 PERC 电池效力晋升至 24．06％ 迫近理论极限效力 24．5％ 32． N 型：N－PERT 没有性价比优势 前文道理中提到 P 型半导体和 N 型半导体慎密连系后构成 P－N 结，可是现实中在工艺上难以实现 P 型半导体和 N 型半导体的直乐鱼体育app接连系，P 型硅片凡是是在硅片端出产一片掺硼的硅片，然后经由过程分散炉给 P 型硅片的概况进行分散掺入磷，从而构成 P－N 结，N 型则反之 N 型电池片转换效力高在 P 型，首要缘由是由于 P 型电池片与电子的连系能力更强，假如把电子比作萝卜，空穴比作坑，则在 P 型硅片中坑良多，萝卜少，所以每当有电子流入正极很快就找到了坑，故而少子寿命低（复合速度快），而掺入磷的 N 型硅片体内有年夜量的自由电子，坑少萝卜多，此时则只能是来一个空穴占一个电子，其余电子则总处在自由激起态，少子寿命长（复合速度慢） N 型电池片工艺更加复杂，由于磷与硅相溶性差，拉棒时磷散布不均，P型硅片掺硼元素，硼与硅分凝系数相当，分离平均度更轻易节制，是以 P 型电池相对 N 型电池在工艺上更加简单，本钱也较低 N－PERT钝化发射极背概况全分散电池（Passivated Emitter Rear Totally－diffused Cell）是一种全分散背场钝化布局，凡是PN结在正面，布局比力简单，是最早的N型电池，是自然的双面布局，双面率可以到达80—95％，N－PERT 电池固然实现了双面发电，但效力晋升有限，与 PERC 电池比拟没有性价比优势 N－PERT 工艺：增添正面硼分散炉扩硼、后背离子注入机注入磷、后背 PECVD 钝化叠层，削减了激光开槽工艺 33． TOPCon：扩硼注磷镀膜，原有产线革新 2013 年德国 Fraunhofer 研究所 Frank Feldmann 博士提出 TOPCon 隧穿氧化层钝化接触电池（Tunnel Oxide Passivating Contacts Cell），正面与 N－PERT 不异，在 N 型硅片后背沉积一层薄氧化硅，然后再沉积一层磷搀杂多晶硅薄膜，实现后背钝化接触，使多子电子隧穿进入多晶硅层同时反对少子空穴复合，进而电子在多晶硅层横向传输被金属搜集，下降金属接触复合电流，晋升开路电压和短路电流，晋升电池转化效力，极限理论效力 28．7％ TOPCon 增添 3 道工艺：正面硼分散炉分散硼、后背离子注入机注入磷、LPCVD／PECVD／PVD 沉积TOPCon 层 
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