电池届的潜力股——PERC电池

    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研讨组在AppliedPhysicsLetter初次正式报导了PERC电池结构，其时到达22.8%的实验室电池功率。到了1999年其实验室研讨的PERC电池发明了变换功率25%的世界纪录。PERC电池的实验室制备，选用了光刻、蒸镀、热氧钝化、电镀等技能。PERC电池与惯例电池最大的区别在背外表介质膜钝化，选用局域金属触摸，大大下降被外表复合速度，一起进步了背外表的光反射。
    2006年用于对P型PERC电池的反面的钝化的AlOx介质膜的钝化效果引起我们注重，使得PERC电池的工业化成为可能。随后跟着堆积AlOx工业化制备技能和设备的成熟，加上激光技能的引进，PERC技能开端逐渐走向工业化。2013年前后，开端有厂家导入PERC电池出产线，近几年PERC电池越来越引起职业注重，产能取得快速扩张。2017年全球估计新增产能6.5GW，从现有标准电池线晋级2.5GW，估计至2017年底，全球PERC电池产能将到达20GW。
    值得一提的是，2017年将可能是PERC电池与惯例电池的商场份额的转机性的一年。跟着PERC电池产能的扩张，惯例电池的商场份额将逐渐下降。
    PERC电池功率
    在短短几年中，PERC电池大面积可量产功率持续攀升，单晶PERC电池产线功率遍及到达21-21.5%，多晶到达20-20.5%左右。工业化大面积单晶PERC和多晶PERC电池的最高变换功率别离到达22.6%（我国常州天合）和21.63%（我国晶科）。
    PERC电池的技能竞争力招引了整个工业界的注重，工业化设备、要害材料都在加快开发中。MeyerBurger公司选用PECVD法制备AlOx膜的堆积设备，报导了一种新的正外表氮化硅膜与反面氮化硅与AlOx膜集成在一起的3in1设备，AlOx工艺腔4对微波源，2对朝上镀膜，2对朝下镀膜，SiN工艺腔1，6对微波源，朝下镀膜；SiN工艺腔2，6对微波源，朝上镀SIN工艺腔1、2之间无阻隔缓冲腔体，可一次完结正面朝上或正面朝下PERC电池3层镀膜。新设备削减了硅片上下片次数，进步出产功率。抱负能源开宣布原子层堆积（ALD）法的AlOx膜堆积设备，选用托盘方法传输电池硅片，与其他供货商选用的硅片直接传输方法比较，能够将碎片率降到最低；一起最大程度削减因为碎片构成的停机时刻。杜邦等公司开宣布针对高效PERC电池的整合金属化解决方案将促进PERC商场快速开展，包括新一代PERC正面银浆PV20X、PV56x系列反面银浆、PV36x系列反面铝浆等，可满意PERC电池低温烧结的需求。武汉帝尔公司积极开发激光在PERC电池中的使用设备，包括激光融化、激光掺杂、激光退火等，如激光掺杂磷技能，以分散后的PSG层为磷源，使用激光可选择性加热的特性，在电池正外表电极方位进行磷的二次掺杂，构成选择性重掺的n++层。
    经过少数技能改变，在基本不增加本钱的基础上，PERC电池可完成双面发电。双面PERC成为职业新热门。其优势包括：可双面发电、双玻封装高可靠性、下降铝浆用量、弯折率下降、与现有PERC出产线兼容、可选用单晶硅或多晶硅作为基体，本钱优势显着。缺点是工艺要求特别、反面印刷精度较单面PERC电池的要求略高、对铝浆有更高的要求。
    天合报导了量产正面21.15%、反面12.27%的双面功率。乐叶报导了正面300W反面225W的组件功率。双面PERC发电还可带来额定增益。很多PERC双面组件发电项目的发电量被搜集与比照，在不同发电时节、不同气候区下，不同背垫面的情况下，报导了5—46%（含盯梢）的发电增益。
    PERC电池发电功能
    PERC电池的发电功能是表征PERC电池竞争力的另一重要要素。在青海、海南、吐鲁番等不同的实证基地进行不同电池野外发电功能的比照剖析，选用的组件类型包括惯例单晶硅、惯例多晶硅、单晶PERC、多晶PERC等，发现单晶PERC技能更高的单位发电特性（kwh/kw），大同基地报导了PERC单晶多发电2.61%的发电增益，青海实证基地在一个月的搜集数据中发现单晶PERC发电量最高（22.69kwh/kw），单晶惯例电池次之（22.26kwh/kw），多晶惯例电池再次之（22.20kwh/kw），多晶PERC电池与多晶惯例电池挨近，好像更低（21.97kwh/kw）。需求指出的是，现在野外实测数据搜集时刻较短，更深化的研讨还需求更长时刻的发电功能数据搜集与比照剖析。
    PERC电池的光致衰减
    尽管P型晶体硅电池遍及有光致衰减效果，但PERC电池相较其他晶体硅电池更高的衰减，尤其是多晶PERC电池，较多晶惯例电池的光致衰减高6~10%。单晶PERC电池的衰减主要与B-O缺点对有关，经过下降硅片中的氧含量，选用掺Ga替代掺B可有效操控光致衰减。而多晶PERC的光致衰减还未研讨清楚。现在的研讨认为多晶PERC电池的衰减与外表钝化无关，与注入浓度有关，与热前史有关，经长期辐照可恢复。Q-Cell和SolarWorld别离宣称有未公开的多晶硅PERC电池的衰减解决方案。我国的光伏企业也相继推出了针对单多晶PERC电池的按捺衰减的工艺和设备。研讨认为使用低温浆料，选用吸杂、高温退火及激光快速退火等手法能够按捺衰减。导致衰减的要素仍在研讨中，除惯例B-O对原因外，还有仍在研讨中的不知道要素，可能与多晶硅中更高的金属杂质含量有关。
    整体来说：单晶PERC电池的衰减高于单晶惯例电池，其原因主要是因为B-O对导致的，现在现现已过光照退火成功按捺。多晶PERC电池的衰减体现的与温度相关，其原因仍不明亮，可是好像与多晶硅中过多的金属离子有关。现在现已找到按捺LeTID的途径，包括高温、高光强辐照，以及电注入等技能工艺。可是其大规划使用还具有挑战性。PERC电池对硅片质量提出了更高的要求，多晶硅在这种电池中现在处于劣势状况。
    PERC电池潜力剖析
    PERC电池还有很大的功率进步空间。往后发射极、反面铝背场、主栅、硅片质量等还有优化空间。估计即便没有重要的突破性技能，2025年左右，单晶PERC电池可完成高达24%的变换功率，产线到达23%，意味着从现在到2025年，每年将有0.4%左右个绝对值的功率进步，一起跟着PERC电池工业规划的扩大和技能优化，估计至2025年本钱也将下降至现在的一半。
    结语
    1）PERC技能的开展超过了预期，给其他种类晶硅电池技能带来很大冲击。单晶电池工业化功率到达21.5%，多晶PERC电池工业化功率在叠加黑硅技能后现已到达20%以上，有望在明年完成21%的多晶PERC电池功率。一起PERC电池具有本钱优势，其本钱和惯例电池本钱挨近。
    和惯例电池比较，PERC电池体现出了杰出的功率优势，比惯例电池工业化功率可进步1-1.5%个功率绝对值。
    和高效PERT、HJT等技能比较，PERC电池工业化功率挨近，但具有更好的本钱优势。
    2）PERC电池的单晶多晶之分，更大程度上是高质量硅片和低质量硅片之争。为进步电池变换功率，无论是PERC、PERT、PERL还是HJT、IBC电池技能，都越来越注重电池外表的钝化。跟着钝化质量的不断改进，硅片体内的复合缺点的影响将更加显着，硅片质量对电池功率的影响也就愈大。无论单晶硅还是多晶硅，未来不断改进拉晶/铸锭工艺，进步硅片质量，制造出高质量单晶硅片及高质量多晶硅片，将是PERC及其他高效电池的开展方向。
    3）青海、大平等实证基地中的野外测验结果表明单晶PERC电池具有必定的发电优势，具有更好的单位发电量（kwh/kw）。阳光辐照度、入射角、温度、风速是组件发电量测验的要害环境参数。不同电池的野外发电功能比较与剖析仍在进行中。
    4）PERC双面电池的出现再次进步了PERC电池的竞争力。现在双面PERC电池的双面率在75%左右，且制构本钱较低，双面PERC电池不只拓宽了PERC电池的使用场景，而且可取得更高的发电增益。很多PERC双面组件发电项目的发电量被搜集与比照，在不同发电时节、不同气候区下，不同背垫面的情况下，报导了5—46%（含盯梢）的发电增益。