鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:3029次 | 2020年04月08日
N型PERT雙面太陽(yáng)能電池及其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展
近年來(lái),N型硅太陽(yáng)電池由于其優(yōu)越的性能,包括高的體壽命、對(duì)金屬雜質(zhì)高的容忍度以及沒(méi)有P型材料中由于硼氧(B-O)復(fù)合體所造成的光致衰減(LID)[1-3]效應(yīng),越來(lái)越受產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注。最新的光伏國(guó)際技術(shù)路線(xiàn)圖2015[4]中顯示,到2020之前,預(yù)測(cè)可實(shí)現(xiàn)低成本批產(chǎn)平均效率大于23%的均為N型電池;到2021年,N型電池市場(chǎng)占有率將超過(guò)30%,而nPERT雙面電池的高發(fā)電性能正在引起很多一流制造廠(chǎng)商和市場(chǎng)的密切關(guān)注。
PERT(PassivatedEmitter,RearTotally-diffusedcell),鈍化發(fā)射極背表面全擴(kuò)散電池,是一種典型的雙面電池。雙面太陽(yáng)電池是指硅片的正面和反面都可以接受光照并能出現(xiàn)光生電壓和電流的太陽(yáng)電池,這種電池可以用P型硅片制造,也可以用N型硅片制造。nPERT雙面電池基本工藝流程為:(1)雙面制絨(2)上表面擴(kuò)散硼制成P+N結(jié)(3)背面擴(kuò)散磷制成N+N結(jié)(4)雙面鈍化薄膜(5)雙面金屬化,結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
圖1nPERT電池結(jié)構(gòu)示意圖
N-PERT雙面電池技術(shù)特點(diǎn)
nPERT雙面電池采用N型硅作襯底,具有少子壽命高、無(wú)光致衰減等優(yōu)點(diǎn)。常規(guī)P型電池由于使用硼摻雜的硅襯底,長(zhǎng)時(shí)間光照后易形成硼氧鍵,在基體中捕獲電子形成復(fù)合中心,導(dǎo)致3~4%的功率衰減;而nPERT電池使用N型硅襯底,磷摻雜的基體使得電池幾乎無(wú)光致衰減。我們對(duì)nPERT電池進(jìn)行了光衰實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,如表1結(jié)果所示,光照60h后效率衰減僅0.11%,無(wú)光致衰減的特點(diǎn)能有效保證系統(tǒng)端的功率輸出和發(fā)電量。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
表1nPERT光衰實(shí)驗(yàn)結(jié)果
通過(guò)EQE測(cè)試結(jié)果可知(如圖2),相比于P型常規(guī)電池,nPERT電池具有更好的長(zhǎng)波響應(yīng),可將更多長(zhǎng)波長(zhǎng)的光吸收,尤其是制備成雙玻組件后背面可更高效率的吸收反射光和散射光。
圖2nPERT電池與常規(guī)P型電池EQE比對(duì)
N-PERT雙面電池組件技術(shù)優(yōu)勢(shì)
雙玻光伏組件就是指由兩片玻璃和太陽(yáng)能電池片組成復(fù)合層,電池片之間由導(dǎo)線(xiàn)串、并聯(lián)匯集到引線(xiàn)端所形成的光伏電池組件,組件結(jié)構(gòu)示意圖如下:
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
圖3雙玻組件結(jié)構(gòu)示意圖
2013年以來(lái),隨著國(guó)內(nèi)外前期投資的光伏電站的陸續(xù)并網(wǎng)發(fā)電并運(yùn)行一段時(shí)間后,國(guó)內(nèi)外電站的質(zhì)量問(wèn)題時(shí)有出現(xiàn)。由于某些有機(jī)材料的壽命較短、耐候性較差,光伏組件中的EVA膠膜和背板的質(zhì)量開(kāi)始被高度關(guān)注,水汽穿透背板導(dǎo)致劣質(zhì)EVA樹(shù)脂快速降解有密切的關(guān)系,EVA樹(shù)脂遇水即開(kāi)始緩慢分解,其分解產(chǎn)物含醋酸,醋酸腐蝕光伏電池上的銀柵線(xiàn)、匯流帶等,使組件的發(fā)電效率逐年下降。為了規(guī)避這一問(wèn)題,雙玻組件為高品質(zhì)光伏電站的較為理想的解決方法之一,但雙玻組件的電池片間漏光導(dǎo)致組件功率損失較大,組件正面功率相比常規(guī)背板偏低;同時(shí),無(wú)框雙玻組件對(duì)封裝材料和封裝工藝要求較高。