2019年1月消息，隆基樂葉宣布，經(jīng)中國國家太陽能光伏產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(CPVT)測試認(rèn)證，其單晶雙面PERC電池正面轉(zhuǎn)化效率達(dá)到24.06%，是商業(yè)化尺寸PERC電池效率首次突破24%，就此打破了行業(yè)此前認(rèn)為的PERC電池24%的效率瓶頸，再次成為新世界紀(jì)錄的創(chuàng)造者。
不斷刷新的PERC電池效率紀(jì)錄
PERC（PassivatedEmitter and Rear Cell）電池通過使用背面鈍化技術(shù)，降低背表面復(fù)合，并增強(qiáng)光線在硅基的內(nèi)部反射，是一種可以有效地提高電池片效率的高效電池結(jié)構(gòu)。光伏產(chǎn)業(yè)對PERC技術(shù)的積極投入，使得PERC電池效率持續(xù)攀升。
近年來，PERC電池轉(zhuǎn)換效率的世界紀(jì)錄被不斷刷新，展現(xiàn)了PERC強(qiáng)大的生命力。2017年以后，PERC電池效率紀(jì)錄由晶科能源和隆基樂葉交替打破和保持。目前多晶PERC和單晶PERC電池的世界紀(jì)錄分別由晶科能源和隆基樂葉創(chuàng)造，分別達(dá)到22.04%和24.06%。
不斷打破世界紀(jì)錄的PERC電池轉(zhuǎn)換效率
除了實驗室效率不斷突破外，PERC產(chǎn)線量產(chǎn)效率也在逐步提升。亞化咨詢研究表明，2019年單晶PERC電池主流量產(chǎn)效率將在22%以上。此次隆基樂葉PERC電池效率突破24%，充分驗證了PERC技術(shù)巨大的效率提升潛力和市場前景，也表明量產(chǎn)型PERC電池的效率達(dá)到24%的可能性是存在的?？梢?，PERC電池轉(zhuǎn)換效率仍有進(jìn)一步突破的空間。
PERC對漿料及金屬化工藝不斷提出更高的要求
金屬化是晶硅太陽電池生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟，導(dǎo)電漿料是電池效率提升的關(guān)鍵材料。對PERC電池而言，由于PERC電池的背面結(jié)構(gòu)不同于常規(guī)晶硅電池結(jié)構(gòu)，要求漿料具有較寬的燒結(jié)工藝窗口，降低燒結(jié)溫度；PERC背銀要不能燒穿背鈍化層并有良好的拉力表現(xiàn)，以及良好地匹配PERC鋁漿。
然而，隨著PERC技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，對漿料及金屬化工藝不斷提出新的挑戰(zhàn)。
首先，PERC背鈍化鍍膜工藝路線愈發(fā)多樣化。目前，用于PERC電池量產(chǎn)的AlOx鈍化膜沉積方法主要有原子層沉積法（ALD）和等離子化學(xué)氣相沉積法（PECVD）。其中，根據(jù)設(shè)備形式的不同，PECVD沉積工藝設(shè)備包括板式PECVD和管式PECVD，ALD沉積工藝設(shè)備也主要分為管式ALD和板式ALD，值得注意的是，在管式ALD工藝下，還分為單插片與雙插片的區(qū)別，即雙面鍍膜和單面鍍膜的差異。在2018年的新增PERC產(chǎn)能中，以雙面氧化鋁鈍化技術(shù)為代表的管式ALD（單插片）工藝路線被多家一線企業(yè)采用，如通威、東方日升、橫店東磁等。
由于管式單插片ALD技術(shù)采用AlOx同時鈍化PERC電池的正面和背面，因此對金屬化工藝提出了更高的要求。漿料需匹配雙面鈍化膜，燒穿正面的AlOx膜的同時，還要保證良好的接觸性能及合格的拉力水平。為了滿足新工藝對漿料的要求，碩禾，聚和及三星等漿料企業(yè)迅速響應(yīng)并開發(fā)出適用于此工藝的正面銀漿產(chǎn)品，并得到了市場的檢驗。有了金屬化配套，通威，日升等一線大廠在未來的擴(kuò)產(chǎn)道路上會繼續(xù)選擇ALD作為主要的單晶PERC配套技術(shù)。
其次，為了進(jìn)一步提效，激光摻雜選擇性發(fā)射極（SE）技術(shù)已被大規(guī)模應(yīng)用于PERC產(chǎn)線，晶科、隆基、晶澳、通威、愛旭等一線企業(yè)均有采用。該技術(shù)在金屬柵線與硅片接觸部位及其附近進(jìn)行高濃度摻雜，而在電極以外的區(qū)域進(jìn)行低濃度摻雜。這樣既降低了硅片和電極之間的接觸電阻，又降低了表面的復(fù)合，提高了少子壽命。該工藝只需在PERC產(chǎn)線上增加摻雜用激光設(shè)備即可實現(xiàn)，可使PERC電池有0.3%的效率提升，讓量產(chǎn)效率突破22%。
但在實際的大規(guī)模生產(chǎn)中，仍然存在著擴(kuò)散高方阻的均勻性、輕重?fù)诫s區(qū)方塊電阻匹配和印刷正電極的精確對位等問題，需優(yōu)化正面摻雜，降低金屬接觸區(qū)域的復(fù)合，優(yōu)化正背面鈍化與金屬化接觸。例如：為了匹配SE工藝進(jìn)行精準(zhǔn)對位，大部分電池企業(yè)使用高目數(shù)網(wǎng)版（如380,430,480…）來替代近兩年大熱的無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)板技術(shù)；通過目數(shù)的提高以及線寬的縮窄，提升印刷分辨率的同時降低印刷耗量，提效的同時持續(xù)降低金屬化成本；而對于印刷條件的改變，漿料企業(yè)需要解決，如何在常規(guī)張網(wǎng)角度的網(wǎng)版上實現(xiàn)更窄的線寬印刷，還能保證不發(fā)生EL斷柵問題。
此外，雙面PERC已成為PERC技術(shù)的重要發(fā)展方向。PERC是最簡單和最具成本效益的雙面結(jié)構(gòu)，僅需改變PERC電池的印刷工藝，背面由全鋁層改為局部鋁層，即可實現(xiàn)雙面光電轉(zhuǎn)換功能。雙面PERC對背面鋁漿和金屬化提出了特殊工藝要求：（1）背面印刷精度較單面PERC電池的要求略高；（2）背面需絲網(wǎng)印刷鋁柵線，對鋁漿提出了更高的要求——需具備良好接觸處局域填充效果及厚度適合的鋁背場，鋁柵線燒結(jié)后需具有一定的高寬比。
可見，雙面PERC電池在幾乎不增加成本的情況下實現(xiàn)雙面發(fā)電，顯著地降低了光伏系統(tǒng)的度電成本，極大地增強(qiáng)了PERC技術(shù)的競爭力與未來發(fā)展?jié)摿Α?/div>
PERC產(chǎn)能的大規(guī)模擴(kuò)張為金屬化漿料帶來發(fā)展機(jī)遇
制造工藝的成熟和較低的資本投入使PERC電池產(chǎn)能易于擴(kuò)張，加上下游市場對高功率組件的需求，光伏行業(yè)積極擴(kuò)張PERC電池產(chǎn)能。2018年全球太陽電池產(chǎn)能約160GW，其中PERC電池產(chǎn)能達(dá)65GW。在2018年新建或升級的P型晶硅太陽電池產(chǎn)線中，基本都采用了PERC技術(shù)。
PERC的技術(shù)優(yōu)勢還體現(xiàn)在與其他高效電池和組件技術(shù)的兼容性，通過與多主柵、選擇性發(fā)射極、先進(jìn)陷光和鈍化接觸等技術(shù)的疊加，PERC電池效率可以進(jìn)一步提升?？梢灶A(yù)見，PERC技術(shù)將替代常規(guī)晶硅電池技術(shù)，成為晶硅電池發(fā)展的主流技術(shù)，這將為適用于PERC工藝的正面銀漿、背面銀漿和背面鋁漿帶來巨大的市場機(jī)遇。
對于漿料企業(yè)，要不斷進(jìn)行技術(shù)儲備和研發(fā)創(chuàng)新，并通過與下游太陽能電池企業(yè)密切合作，緊跟不斷升級的PERC電池技術(shù)，設(shè)計與其適配的漿料來實現(xiàn)電池效率的突破，并實現(xiàn)客制化需求服務(wù)，以擴(kuò)大市場份額。
