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          TOPCon太阳能电池最新战果:更少银,更高效

          2022-03-03 14:51
          全球光伏
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          尽管TOPCon和HJT电池技术被普遍认为是PERC之后的下一代光伏技术,其光电效率比现在主流的PERC技术更高,但二者的银浆用量相比PERC电池技术都有50%以上的增长,HJT则更高。

          不过,从Fraunhofer ISE再次传来令人振奋的消息,其最新的双面 TOPCon 太阳能电池的峰值效率达到了24%,而银的使用量则降低了90%以上。

          图1:双面TOPCon太阳能电池在显微镜下的镍/铜/银触点。(来源:Fraunhofer ISE)

          2020年N型TOPCon电池正面使用的银铝浆(95%银)消耗量约为87.1mg/片,背银消耗量约为77mg/片;N型HJT电池双面低温银浆消耗量约为223.3Mg/片。尽管研究人员认为技术工艺的不断成熟能让银浆耗量将逐步减少,但总体银浆耗量仍远高于主流PERC技术。

          在工业上升级 TOPCon 太阳能电池概念的一个关键挑战是太阳能电池的金属接触,特别是 TOPCon 侧的金属化显示具有挑战性,因为不能损坏隧道氧化物,需要保证其作为载流子选择性接触的全部功能。

          一般情况下太阳能电池的正面和背面分别采用 Ag/Al 丝网印刷,但这种传统的技术发展不足以克服这些限制,特别是对于两侧都有银触点的太阳能电池设计。Fraunhofer ISE 的研究人员发现,Ni/Cu/Ag 触点的电镀是金属化双面 TOPCon 太阳能电池的合适候选者。

          Fraunhofer ISE最近发表的一篇文章介绍了全镀层 TOPCon 太阳能电池的模块制造,其栅线和焊接母线的接触粘附力可靠而充分。此外,使用铜作为主要导电成分可以显着降低成本,与丝网印刷相比,成本优势达到45%。

          电镀是一种无铅金属化技术,可实现窄接触几何形状 (<25 μm) 和低接触电阻率 ( ρ c < 1 mΩcm 2 )。TOPCon 背面首先通过执行 HF 预处理进行电镀,该预处理旨在去除 LCO 内的原生和激光诱导的氧化层。随后,Ni (~0.5 μm)/Cu (5–10 μm) 叠层通过光诱导电镀 (LIP) 22沉积,最后通过 Ag (<0.5 μm) 浸镀覆盖。翻转太阳能电池,并通过正向偏置电镀 (FBP) 执行类似的工艺序列。根据氧化层的成分,HF 浓度从 1% 增加到 1.5% 可以将蚀刻速率提高三倍,最终处理的太阳能电池经过 1.5% 浓度的 HF 预处理 30 秒。

          ISE 研究人员采用镍/铜/银触点对电池进行电镀,通过将激光接触开口的宽度减小到最大 5?m 以及其他因素,设法降低了工艺中银的使用量。换句话说,丝网印刷的银被三种材料的堆叠所取代,而采用电镀工艺比采用银丝网印刷工艺进行金属化后,电池效率提高 0.5%。

          由于铜更容易获得,“便宜约 100 倍”,并且电镀铜紧凑而导电性高,该团队还在开发一种铜电镀工艺,用于同样有前途的硅异质结 (HJT) 太阳能电池的金属化。

          由中国光伏领跑者创新论坛主办的《第二届TOPCon电池技术发展与设备创新国际论坛》即将于3月下旬召开,期待论坛上会传来最新的研究进展报告。

          原创No.2244;转载联系授权

                 原文标题 : TOPCon最新战果:更少银,更高效

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