BC 电池技术的发展
光伏电池的效率存在一定极限。晶体硅在室温下的光学带隙决定了其能有效利用的光子能量有限,同时能量过高的光子也会有能量散发。综合各种因素,常温下硅基光伏单结电池的效率极限约为 29.4%。 钝化是提高电池效率的关键。不同的电池技术,如 PERC、TOPCon、HJT 等,其钝化方式各有特点。双面 TOPCon 电池的理论极限效率为 28.7%,HJT 电池的理论极限效率为 28.5%。 BC 电池技术具有独特性,主要通过背面图形化工艺将 p + 发射极、n + 背场区以及栅线放置于电池背面,与其他通过改变电池钝化膜层结构来实现效率及特性改变的技术不同。 BC 电池技术是一种平台化技术,具有较好的兼容性,可与其他钝化电池技术相结合,如 TBC 电池结合了 BC 电池高的短路电流与 TOPCon 优异的钝化接触特性,HBC 电池则结合了 BC 电池高的短路电流与 HJT 电池高的开路电压优势。 在各种 BC 电池技术中,HPBC 的 Eta 相比于 PERC 有显著提升,入库达到 24.6%,设备投资也相应增加;TBC 的 Eta 相比于 TOPCon 增加 1%,设备投资则增加更多。 BC 产品具有高效、美观的特点。其正面无栅线,提升了组件的美观度,且能在相同美观程度下凭借更高的效率实现更高的发电量。 激光在 BC 技术上的应用 BC 产能扩张带动了激光类设备需求的大幅增长。单 GW PERC 产线激光类设备价值量占一定比例,而 BC 产线中激光设备的价值占比更高。 激光技术在 BC 电池中有广泛应用,如开膜、氧化、刻蚀、烧结、退火等,且激光开膜适用范围广,可根据不同电池片材料和膜层材质有不同的匹配形式。 激光加工具有零接触、常温制备、简化流程、快速对位、精确等优势,但目前也存在应用瓶颈,如运用激光开膜技术实现 BC 电池背面工艺图形化时,由于电池栅线全在背面且数量多,激光加工时间长,设备 CT 较长,产能较低。 激光 BC 电池量产设备主要由自动化上下料系统、视觉识别系统、激光光学系统、除尘系统等组成,其中光学系统的主要元件包括激光器、反射镜、扩束镜、DOE、扫描振镜、场镜等。 扫描振镜通过控制电机马达带动的反射镜移动激光光束落点,实现激光加工。激光开膜分为直接开膜和间接开膜,本质是膜层相变的过程。 电池技术发展,对激光设备的要求不断提高,光斑尺寸需求越来越大。但光斑尺寸扩大不仅需更换整形 DOE 镜片,还需匹配等量光斑能量密度,这对激光器供应商提出了很高要求。 在 TOPCon 电池的激光氧化和激光减薄工艺流程中,激光技术也发挥了重要作用。激光氧化可在 TOPCon 电池 poly 层上形成氧化硅层,保护选择性的TOPCon 结构;激光减薄相较于目前 TOPCon 产线,具有增加一道工序、实现背面 POLY 图形化、提高双面率以及提升电池效率等优势。
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