日前，順風(fēng)光電新一代高效單晶硅電池研制成功。順風(fēng)光電通過(guò)工藝調(diào)整，背面鈍化電池平均效率可達(dá)到19.5%以上，最高可達(dá)19.67%。比以往的產(chǎn)品具有更優(yōu)越的弱光響應(yīng)，更好的功率一致性，更優(yōu)秀的電致發(fā)光影像表現(xiàn)，并保持一貫優(yōu)秀的電池外觀。

    背面鈍化技術(shù)逆勢(shì)興起

    “寒冬”是最難熬的時(shí)刻，最痛苦的時(shí)刻，也是各個(gè)企業(yè)進(jìn)行自我調(diào)整、積蓄力量，培育強(qiáng)大基因的時(shí)刻。市場(chǎng)對(duì)光伏電池光電轉(zhuǎn)化效率的預(yù)期不斷高企，推動(dòng)相關(guān)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)對(duì)此展開(kāi)研發(fā)，也為寒冷的光伏行業(yè)帶來(lái)了些許暖意。當(dāng)下，是創(chuàng)造技術(shù)、競(jìng)爭(zhēng)差異化的黃金期，各企業(yè)準(zhǔn)備在下個(gè)景氣反轉(zhuǎn)的戰(zhàn)役中，有效利用差異化甩開(kāi)其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

    原子層沉積技術(shù)是一種有序的氣相薄膜生長(zhǎng)技術(shù)，具有良好的保形性、均勻性和高的臺(tái)階覆蓋率。通過(guò)原子層沉積氧化鋁薄膜對(duì)晶體硅太陽(yáng)能電池硅片進(jìn)行表面鈍化，可以增加載流子的有效壽命，從而大幅度提高太陽(yáng)能電池整體的轉(zhuǎn)換效率。ALD表面鈍化技術(shù)可用于n型硅片的正面和背面。

    除了順風(fēng)光電最新的研發(fā)成果之外，深圳捷佳偉創(chuàng)在此方面近期也取得了階段性突破。在半導(dǎo)體材料中，某種載流子占少數(shù)，導(dǎo)電中起到次要作用，則稱(chēng)它為少子。單晶硅中摻硼為P型，摻硼越多，則能置換硅產(chǎn)生的空穴也越多，導(dǎo)電能力越強(qiáng)，電阻率就越低。該公司做了大量的文獻(xiàn)研究工作，并且對(duì)不同的鈍化層工藝進(jìn)行了DOE試驗(yàn)，以實(shí)現(xiàn)少子壽命的穩(wěn)定以及重復(fù)提升。經(jīng)過(guò)不懈努力，在捷佳偉創(chuàng)的管式PECVD設(shè)備上進(jìn)行背面鈍化技術(shù)的硅片少子壽命在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上提高了5倍，與文獻(xiàn)記錄完全相符，這證明捷佳偉創(chuàng)的背面鍍膜鈍化已經(jīng)成熟，這項(xiàng)進(jìn)步填補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)設(shè)備背面鍍膜鈍化技術(shù)的空白，已經(jīng)進(jìn)入國(guó)際領(lǐng)先水平。

    此外，去年中科院應(yīng)用技術(shù)研究院（浙江）嘉興微電子設(shè)備與儀器工程中心也早在晶硅太陽(yáng)能電池表面鈍化技術(shù)研究中取得新進(jìn)展。該創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)利用自主設(shè)計(jì)生產(chǎn)的KMT-200A型原子層沉積設(shè)備，在P型單晶硅片上生長(zhǎng)氧化鋁鈍化層，退火后平均少子壽命可達(dá)1ms，有效減少了硅片表面復(fù)合，具有優(yōu)秀的表面鈍化效果。目前，嘉興微電子設(shè)備與儀器工程中心創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)以技術(shù)優(yōu)勢(shì)，吸引美國(guó)硅谷研究團(tuán)隊(duì)來(lái)嘉興開(kāi)展原子層技術(shù)合作，加快了國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)原子層沉積設(shè)備的研制，推進(jìn)該項(xiàng)目在嘉興市的產(chǎn)業(yè)化。同時(shí)，該中心推出了一系列擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和創(chuàng)新的原子層沉積設(shè)備產(chǎn)品，包括熱型設(shè)備、等離子體增強(qiáng)型設(shè)備和適于光伏產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的批量型設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)原子層沉積設(shè)備在光伏產(chǎn)業(yè)首創(chuàng)應(yīng)用的新局面，為下一代高效晶硅太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了國(guó)產(chǎn)化設(shè)備支撐。

    引起業(yè)界高度關(guān)注

    近兩年來(lái)，國(guó)際諸多設(shè)備制造商陸續(xù)推出背面鈍化技術(shù)（及設(shè)備），即金屬背部鈍化層（backsidepassivation）技術(shù)，該技術(shù)主要就是將AL2O3薄膜，作為P型太陽(yáng)能電池背面鈍化膜，或N型電池正面，主要目的就是讓陽(yáng)光在電池中產(chǎn)生的電子及電動(dòng)，可以安全的到達(dá)電路，而不是像其他技術(shù)般陽(yáng)光在電池中產(chǎn)生電子后又雙雙結(jié)合掉、使到達(dá)電路因而受阻，這將使得電池的轉(zhuǎn)換效率因而提升。此外，該技術(shù)除讓模塊端可承襲當(dāng)下的焊接技術(shù)外，效率增加空間預(yù)計(jì)達(dá)0.2~0.5個(gè)百分點(diǎn)。不過(guò)，這些設(shè)備制造商在客戶(hù)端生產(chǎn)良率與成本優(yōu)化考量下，也不躁進(jìn)推出。

    不僅如此，中國(guó)光伏企業(yè)近年來(lái)也非常關(guān)注該技術(shù)的發(fā)展。背面鈍化技術(shù)是臺(tái)灣地區(qū)光伏電池制造商較好的選擇，因?yàn)樵摷夹g(shù)可以令光伏組件企業(yè)在做裝配時(shí)繼續(xù)使用當(dāng)前的焊接技術(shù)。

    光伏業(yè)內(nèi)人士表示，很多中國(guó)大陸與臺(tái)灣地區(qū)的光伏制造商已經(jīng)對(duì)能夠?qū)⒐夥姵氐霓D(zhuǎn)換效率提升0.2%~0.5%的背表面鈍化技術(shù)及相應(yīng)設(shè)備表示出極大興趣。

    早期采用TiO2膜或MgF2/ZnS混合膜以增加對(duì)入射光的吸收，但該方法均需先單獨(dú)采用熱氧化方法生長(zhǎng)一層10~20umSiO2使硅片表面非晶化、且對(duì)多晶效果不理想。SixNy膜層不僅減緩漿料中玻璃體對(duì)硅的腐蝕抑制Ag的擴(kuò)散速度從而使后續(xù)快燒工藝溫度范圍更寬易于調(diào)節(jié)，而且致密的SixNy膜層是有害雜質(zhì)良好的阻擋層。同時(shí)生成的氫原子對(duì)硅片具有表面鈍化與體鈍化的雙重作用，可以很好地修復(fù)硅中的位錯(cuò)、表面懸掛鍵，提高了硅片中載流子的遷移率因而迅速成為高效電池生產(chǎn)的主流技術(shù)。雙層SiN減反射膜，通過(guò)控制各膜層中硅的富集率實(shí)現(xiàn)了5.5%的反射率；而另一種SiN與SiO混合膜，其反射率更是低至4.4%，目前廣泛采用的單層SiN膜減反射率最優(yōu)為10.4%.

    在電池背面生長(zhǎng)一層10~30nmSiN膜以期最大限度對(duì)電池進(jìn)行鈍化與缺陷的修復(fù)從而提高電池的效率是目前的一個(gè)熱點(diǎn)課題，由于該技術(shù)牽涉到與后面的絲網(wǎng)印刷技術(shù)、電極漿料技術(shù)及燒結(jié)工藝的配合目前尚處于實(shí)驗(yàn)研究階段，但它肯定是今后的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

    有太陽(yáng)能業(yè)者指出，若就單純的太陽(yáng)能光伏電池基礎(chǔ)制程來(lái)看，實(shí)驗(yàn)室中，單增加金屬背部鈍化層，就可使電池增加0.2~0.5個(gè)轉(zhuǎn)換效率百分點(diǎn)。同時(shí)，重要的即后端傳承當(dāng)下大量采用的模塊焊接技術(shù)，無(wú)需做任何更動(dòng)，這是吸引國(guó)內(nèi)制造者的原因之一，當(dāng)然，以電池代工為主的臺(tái)系廠更為心動(dòng)。

    不過(guò)，導(dǎo)入該項(xiàng)技術(shù)預(yù)計(jì)得增加3~5個(gè)生產(chǎn)站，量產(chǎn)后良率的考量更是重點(diǎn)之一，所以，設(shè)備商所提升的技術(shù)及設(shè)備再加上各太陽(yáng)能廠的研發(fā)技術(shù)，攸關(guān)成敗與否，這也是兩岸太陽(yáng)能廠關(guān)注設(shè)備商推出設(shè)備的主要原因之一。

    而太陽(yáng)能光伏電池業(yè)者同時(shí)坦言，不論是雙層網(wǎng)印技術(shù)、選擇性射極、發(fā)射極鉆孔卷繞、金屬貫穿式背電極或金屬背部鈍化層，最重要的仍是各電池廠本身的核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，沒(méi)有唯一對(duì)或錯(cuò)的選擇。

    而各提升效率制程重組對(duì)轉(zhuǎn)換效率的增加，也沒(méi)有等值累加的效果，即1加1小于2的走勢(shì)，而效率的提升是創(chuàng)造太陽(yáng)能光伏電池業(yè)者差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的重要關(guān)鍵，但是要用多少代價(jià)拿到所增加的效率，才是組織競(jìng)爭(zhēng)力的核心，畢竟太陽(yáng)能非常強(qiáng)調(diào)成本競(jìng)爭(zhēng)，這也凸顯設(shè)備商提供具高技術(shù)性及具成本競(jìng)爭(zhēng)力設(shè)備的重要性。

    或?yàn)槲磥?lái)晶硅電池的發(fā)展趨勢(shì)

    背面鍍膜鈍化技術(shù)是以不同的成膜方式在硅片的背面形成鈍化層的工藝技術(shù)，目前供應(yīng)或即將供應(yīng)該項(xiàng)技術(shù)及設(shè)備的制造商，包括德國(guó)Centrotherm與Roth&Rau、美商應(yīng)用材料（AppliedMaterials）、荷商O(píng)TB、德國(guó)Roth&Rau及法國(guó)Semco等?，F(xiàn)在整個(gè)光伏行業(yè)處于低迷期，因此有遠(yuǎn)見(jiàn)的企業(yè)將其視為難得的機(jī)遇，在“寒冬”中積極布局，在背面鈍化領(lǐng)域積極展開(kāi)技術(shù)研發(fā)。

    光伏產(chǎn)業(yè)眼下面臨的一個(gè)主要問(wèn)題就是如何在增加轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)又不降低工業(yè)化生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)可行性。而背面鈍化技術(shù)已經(jīng)被證明是一種有效的提高轉(zhuǎn)換效率的方法，亦被業(yè)界普遍認(rèn)為是未來(lái)新一代晶硅太陽(yáng)能電池技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)。因此，企業(yè)需要抓住這個(gè)難得的機(jī)會(huì)，持續(xù)提升技術(shù)水平。