【供应】太阳能电池片-高效高转化率溶剂-丝网印刷浆料-磷墨

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最新供应光伏耗材磷墨选 择性发射极技术,基于自主研发的掺磷油墨(SR-P601),采用成熟的丝网印刷实现选择性油墨图案,通过一步扩散完成发射极磷杂质浓度的高、中、低三级 选择性分布。批量数据表明:采用普通直拉(CZ)P型单晶硅片,其平均转换效率相对于传统工艺制作的晶硅电池可提高0.4-0.7%。

 

SE电池结构简介

       

传 统晶体硅太阳电池发射极可近似认为是面均匀掺杂,称为同性发射极(HE)。如图1所示,发射极为磷的重掺杂,这样虽然可以保证良好的电极接触,但表层过高 的掺杂浓度(死层)会引起严重的俄歇复合,从而导致电池的短波响应变差,饱和电流上升。为了平衡金属接触与表面杂质浓度的矛盾,选择性发射极概念被提出 来,如图2所示,该发射极的金属接触区域为重掺杂区域;非电极区域为低掺杂浓度。磷墨选择性发射极为一种改良型三级掺杂选择性发射极

 

1传统电池剖面示意图

 

2SE电池剖面示意图

 

 

磷墨SE电池工艺流程

 

       墨 SE电池工艺流程如图3所示,其相对于传统电池工艺流程,仅在清洗制绒和扩散之间增加一道丝网印刷磷墨的步骤。图4左展示了印有磷墨的硅片在扩散前的形 态,线形清晰可见,磷墨副栅线的宽度视印刷机的套印精度而定,一般在60~300μm,选择性扩散为一站式扩散,传统管式高温炉管可满足要求。磷线下的结 深可达0.5~1μm,这种深结可使得正面银浆的烧结窗口被放大,从而降低了对扩散、烧结与银浆的匹配性要求。采用PECVD沉积SiNx膜之后,印过磷 线的区域轻微泛白,肉眼可辨,如图4右所示

 

3:磷墨SE工艺流程示意图

 

 


 

4:扩散前的硅片(左)和镀SiNx膜后的硅片(右)。

 

优点之一:开压高,填充高


优点之二:金属化窗口变大


 

优点之三:组件封装损耗可控

 

高效电池组件封装损耗升高的主要原因:

 

光学损失:普通EVA的透过率截止波长为360nm,电池短波响应改善带来的电流增益到组件时损失严重;

电学损失:工作电流越高,组件中连接条的电阻损耗越高;

针对SE电池组件的改善方案

方案1:保持原栅线根数,降低受光区方块电阻,牺牲部分短波响应换来高填充因子,如下表SE产线平均参数值,客户反映该类SE组件封装损耗可与传统工艺持平甚至更低;

方案2:SE+密栅,高方阻高短路电流&高填充因子,更高的电池效率,需采用高短波透过率EVA或硅胶膜,同时背板需抗紫外辐射来降低封装损耗同时保证组件使用寿命;

 



 

产业化案例与讨论

我们对一条由传统生产线升级而成的SE电池生产线进行了评估,随机选取产线中一个批次的1万片硅片,等分成两组,一组采用传统工艺,另一组采用磷墨SE工艺,比较最终制成电池的电性能。大致情况如下:

 

(1)片源:某国内厂家生产;CZ- p型掺硼单晶,尺寸125-D165(154.83cm2)厚200μm;电阻率1~3Ω.cm。

 

(2)生产设备:除烧结炉外,全为国产设备。

 

(3)辅料:磷墨(SR-P601),电极浆料(国产)。

 

实 验结果:如表1所示,相比传统工艺(REF分组),磷墨SE分组的电池平均开路压提高约10mV,平均短路电流(Isc)达到5.83A,填充因子 (FF)大致相当,平均转换效率提高0.47%。从图5可看出,SE组的上述参数分布相对传统工艺更为集中,说明工艺的稳定性更好。

 

1磷墨SE电池与传统工艺电池电性能比较。

分组\平均值 

Voc (mV)

Isc (mA)

FF (%)

Eff (%)

Pmax (W)

传统工艺REF

0.6302 

5.764

78.58

18.43

2.854 

磷墨技术

SE

0.6400 

5.831

78.41

18.90

2.926 



                                    (c)                                                          (d)


 

5: (a) 开路电压Voc)统计对比(b) 短路电流Isc)统计对比

    (c) 填充因子FF)统计对比(d) 转换效率Eff)统计对比

(注:REF 代表传统工艺组;SE 代表磷墨SE工艺组)。

该批生产的SE电池中,最高转换效率达到19.2%,其开路电压为644mV,短路电流密度37.7mA/cm2,填充因子为79.02%,其I-V特性曲线如图6所示。

 



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