HIT轉(zhuǎn)換效率提升路徑清晰,預(yù)計(jì)2025年HJT量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)26%+,HJT+鈣鈦礦中試線效率可達(dá)28%。按照目前HJT電池廠對HJT技術(shù)升級的規(guī)劃,預(yù)計(jì)21年通過改變PECVD鍍膜順序、吸雜工藝等方式,HJT量產(chǎn)穩(wěn)態(tài)效率可達(dá)24.7%+;22年可通過銀漿、靶材的材料優(yōu)化將HJT平價(jià)量產(chǎn)效率提升到25%;23年可通過非晶微晶相結(jié)合,將量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率提升到25.5%;24年通過無主柵等技術(shù)將HJT電池量產(chǎn)效率提升到26%;25年通過HJT疊層鈣鈦礦中試線效率達(dá)28%,HJT量產(chǎn)線效率有望達(dá)26%+。
非晶硅鍍膜工藝優(yōu)化:提升鈍化效果
HJT電池可獲得較高的轉(zhuǎn)換效率,非晶硅薄膜的鈍化效果是關(guān)鍵,提升鈍化效果的關(guān)鍵是降低雜質(zhì)影響,目前可通過改變鍍膜順序和預(yù)處理工藝來減少雜質(zhì)。
改變PECVD鍍膜順序,減少本征層硼污染,轉(zhuǎn)換效率有望提升0.15%。目前生產(chǎn)HJT鍍膜一般先完成一面鍍膜,再翻面完成另一面鍍膜,即ip+in或in+ip的順序,該工藝的缺點(diǎn)在于p型摻雜層鍍膜完成后,硼殘留在腔體及托盤表面,硼污染會(huì)影響本征層的鈍化效果,降低轉(zhuǎn)換效率。目前,PECVD設(shè)備采用兩次翻面即i-in-p鍍膜,可有效減少硼污染。邁為新一代PECVD設(shè)備已開始使用該技術(shù),由2臺(tái)CVD變?yōu)?臺(tái)CVD,并增加一次翻片,使得電池轉(zhuǎn)換效率提升0.15%。
硅片預(yù)處理工藝,減少硅片雜質(zhì)提升轉(zhuǎn)換效率??赏ㄟ^氫氟酸或氫等離子體對硅片進(jìn)行預(yù)處理,減少硅片表面的重金屬雜質(zhì),從而提升少子壽命、提高電池片效率,優(yōu)化界面鈍化效果。
HJT電池膜層優(yōu)化:非晶微晶相結(jié)合
提升非晶硅薄膜的晶化率可有效提升轉(zhuǎn)換效率。HJT電池的轉(zhuǎn)換效率與非晶硅薄膜的晶化率、電導(dǎo)率和吸收率相關(guān),如果把非晶硅的晶化率提高,電導(dǎo)率會(huì)大幅提高,而自吸收則下降,可以減少ITO橫向電導(dǎo)的壓力,實(shí)現(xiàn)更好的鈍化效果。
非晶微晶相結(jié)合技術(shù)目前還處于實(shí)驗(yàn)室階段,規(guī)?;瘧?yīng)用仍需時(shí)日。微晶硅沉積使用PECVD、HWCVD或VHF-PECVD技術(shù),目前由于微晶硅生長速率較慢,且存在縱向不均勻,在界面處易生成非晶孵化層,影響電池性能,一般使用VHF-PECVD制備微晶硅,但該技術(shù)目前規(guī)?;a(chǎn)的薄膜均勻性較差,納米晶硅/微晶硅作為未來HJT的發(fā)展方向,大規(guī)模應(yīng)用仍需解決技術(shù)工藝問題。
電池材料優(yōu)化:靶材、銀漿材料優(yōu)化,提升轉(zhuǎn)換效率
靶材的選擇決定了薄膜的光電特性,進(jìn)而影響電池轉(zhuǎn)換效率。目前TCO鍍膜主要采用PVD或RPD技術(shù),PVD主要采用ITO和SCOT靶材,目前ITO靶材已較為成熟,ITO的錫含量越低,電池轉(zhuǎn)換效率越高,97/3和99/1低錫含量濺射靶材所制備的異質(zhì)結(jié)電池的轉(zhuǎn)換效率要優(yōu)于普通成分比為90/10的ITO靶材。RPD主要采用IWO和ICO靶材,新型ICO靶材載子遷移率可達(dá)50-150cm2/Vs,高于IWO的40-80cm2/Vs,有望大大優(yōu)化薄膜性能,未來靶材材料的創(chuàng)新有望進(jìn)一步帶動(dòng)電池轉(zhuǎn)換效率的提升。
HJT低溫銀漿電阻率較高。目前PERC電池采用的高溫銀漿是1-3um的球形銀粉,該種銀粉在燒結(jié)過程中部分熔融形成電阻低的銀電極,目前晶硅電池電阻率水平是在2-3*10-6Ωcm。而HJT電池工藝中的電極成型溫度達(dá)不到可使球形銀粉部分熔融燒結(jié)的要求,所以電阻較高,目前HJT低溫銀漿電阻率達(dá)到5-6*10-6Ωcm,是高溫銀漿的1.5-2倍,這是HJT電池串聯(lián)電阻高的主要原因之一。
低溫銀漿材料優(yōu)化,可降低電阻率提升電池效率。目前,一方面通過對不同尺寸、不同形貌銀粉的復(fù)配,使銀粉在銀漿中達(dá)到最優(yōu)的密堆積狀態(tài),減少電極固化后的內(nèi)部孔洞密度。另一方面并通過提升銀含量,提升電極固化過程的體積收縮率,增加電極固化后銀顆粒之間的接觸點(diǎn)及接觸有效性,HJT銀漿電阻率有望降低至3-4*10-6Ωcm,電阻降低可有效提升HJT電池效率。
組件結(jié)構(gòu)優(yōu)化:無主柵設(shè)計(jì)提升轉(zhuǎn)換效率
無主柵技術(shù)具備提升光照面積并降低電阻的優(yōu)勢。光伏柵線的責(zé)任在于傳導(dǎo)電流,從電阻率的角度分析,柵線越細(xì)則導(dǎo)電橫截面積越小,電阻損失越大,而柵線越粗會(huì)遮擋部分太陽光進(jìn)入電池,因此主柵和副柵設(shè)計(jì)的核心是在遮光和導(dǎo)電之間取得平衡。無主柵技術(shù)保留正面?zhèn)鹘y(tǒng)的絲網(wǎng)印刷,制作底層細(xì)柵線,然后通過不同方法將多條垂直于細(xì)柵的柵線覆蓋在細(xì)柵之上,形成交叉的網(wǎng)格結(jié)構(gòu),以金屬線代替?zhèn)鹘y(tǒng)焊帶,匯集電流的同時(shí)實(shí)現(xiàn)電池互聯(lián),從而減少陽光遮擋,降低電阻。
無主柵技術(shù)可提升0.3%的電池轉(zhuǎn)換效率。梅耶博格的SWCT技術(shù)將內(nèi)嵌銅線的聚合物薄膜覆蓋在HJT電池正面,在組件層壓過程中,依靠層壓機(jī)的壓力和溫度使銅線和絲網(wǎng)印刷的細(xì)柵線直接結(jié)合在一起,銅線代替了銀主柵,節(jié)省了材料成本。預(yù)計(jì)SWCT可將組件封裝后的電池片轉(zhuǎn)換效率提升0.3%,耗銀量最高可減少83%。