快速发布求购 登录 注册
行业资讯行业财报市场标准研发新品会议盘点政策本站速递

多晶硅钝化接触n型晶硅太阳电池研究获进展

仪表研发 2020年03月30日 11:29:43来源:宁波材料技术与工程研究所 17522
摘要多晶硅钝化接触技术被广泛认为是有希望的继PERC电池之后的下一代高效晶硅电池技术之一,是晶硅太阳电池技术领域的研究重点。

  【仪表网 仪表研发】多晶硅钝化接触技术(通常称TOPCon,也称为POLO、PERPoly、monoPolyTM、iTOPConTM、PERTOPTM)被广泛认为是有希望的继PERC电池之后的下一代高效晶硅电池技术之一,是晶硅太阳电池技术领域的研究重点。中国科学院宁波材料技术与工程研究所太阳能及光电子器件研究团队在研究员叶继春和闫宝杰的带领下,在曾俞衡、廖明墩等团队成员的共同努力下,于2015年底起开始布局研究TOPCon技术。团队核心人员累计有30年以上的产业界经历,注重基础研究与产业应用需求的紧密结合,旨在为该技术的产业化应用提供理论和实践支撑。近来,宁波材料所团队在高性能钝化接触技术开发、高效全电池集成、关键材料开发、验证性设备开发等方面均取得显著进步。
 
  在高性能钝化接触技术开发方面,宁波材料所综合运用高质量界面氧化硅、致密多晶硅薄膜、优化掺杂分布曲线、高效氢钝化等技术,获得优异的钝化接触指标(采用单面饱和电流密度J0,s和隐含开路电压iVoc进行表征,J0,s越低越好、iVoc越高越好)。n型技术的关键钝化指标为低J0,s=0.8fA/cm2、iVoc=749mV(Sol. Energy, 2019, 194, 18);p型技术的关键钝化指标为低J0,s=6.0fA/cm2、iVoc=722mV(Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2020, 210, 110487),在上处于先进水平。显示了世界各主要研究机构在关键钝化指标(J0,s)上的进展。
 
  在高效电池开发方面,宁波材料所坚持实验室自主研发,经过多年努力,于2020年1月开发出效率为24.27%的n型TOPCon电池(南开大学独立测试)。显示了世界各主要研究机构在该类电池的效率进展。值得一提的是,该效率电池集成了新型材料,而常规对照电池的效率仅为24.02%,如所示。经统计,运用了新材料的电池的平均效率比常规电池的高出了0.32%abs(论文准备中)。宁波材料所将这种新型钝化接触电池注册为PERTOPTM电池(Passivated Emitter and Rear Tunnel Oxide Passivation)。
 
  在关键材料开发方面,宁波材料所也做了大量的研究工作。针对界面氧化硅层,宁波材料所通过各种途径,实验评估了各种氧化硅制备方法,包括硝酸氧化、紫外臭氧氧化、臭氧水氧化、混合酸氧化、热氧化、等离子体辅助氧化、原子层沉积、等离子体沉积、磁控溅射氧化等。研究表明,不同方法获得的氧化硅在厚度和组分上有所差异,不过只要经过合理的后继工艺配合,采用上述氧化硅材料获得的n型TOPCon结构的饱和电流密度均可低于12fA/cm2,部分可低于2fA/cm2,可满足工业生产的需求。值得一提的是,宁波材料所针对PECVD工艺路线亟需的原位氧化硅制备技术,开发了等离子体辅助原位氧化法,利用该氧化硅材料获得了优异的钝化和接触性能,在n型硅片的指标为J0,s=2.0fA/cm2、iVoc=747mV(Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2020, 208, 110389),在p型硅片的指标为J0,s=3.0fA/cm2、iVoc=742mV(Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2019, 200, 109926);通过优化氧化硅制备技术,获得具有优异钝化的p型TOPCon结构,在n型硅片的指标为J0,s=6.0fA/cm2、iVoc=722mV(Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2020, 210, 110487),这也是迄今为止采用PECVD路线所获得的指标之一。在多晶硅制备方面,宁波材料所同样利用多种途径,实验评估过PECVD、LPCVD、Sputtering、和E-Beam等技术路线。基于对不同技术路线优缺点的了解,宁波材料所选择主攻PECVD技术路线,在基于PECVD掺杂非晶硅的成膜条件、掺杂调控、晶化控制、脱膜抑制、方阻调整等方面均积累了丰富的经验,制备出优异性能的TOPCon结构。
 
  综上所述,宁波材料所围绕TOPCon技术的基础科学问题及产业化应用展开系统研究,部分关键指标和电池效率取得显著进步;截至2020年3月,已在行业主流期刊Sol. Energy Mater. Sol. Cells, Sol. Energy, Sol. RRL等发表期刊论文14篇;初步形成独立自主的知识产权;联合中科院专业机构完成《2019年TOPCon太阳能电池分析报告》一份;目前正在与合作单位联合开发的基于PECVD技术路线的量产型设备,旨在解决行业缺乏核心装备的问题。
 
  该研究得到国家重点研发计划(2018YFB1500403)、国家自然科学基金(61874177、61974178)、浙江省自然科学基金(LY19F040002)等的资助。
 

我要评论
文明上网,理性发言。(您还可以输入200个字符)

所有评论仅代表网友意见,与本站立场无关。

版权与免责声明
  • 凡本网注明"来源:仪表网"的所有作品,版权均属于仪表网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明"来源:仪表网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
  • 本网转载并注明自其它来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
  • 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
  • 合作、投稿、转载授权等相关事宜,请联系本网。联系电话:0571-87759945,QQ:1103027433。
广告招商
今日换一换
新发产品更多+

客服热线:0571-87759942

采购热线:0571-87759942

媒体合作:0571-87759945

  • 仪表站APP
  • 微信公众号
  • 仪表网小程序
  • 仪表网抖音号
Copyright ybzhan.cn    All Rights Reserved   法律顾问:浙江天册律师事务所 贾熙明律师   仪表网-仪器仪表行业“互联网+”服务平台
意见反馈
我知道了