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解码电池高性能 | SE激光掺杂工序

2025China.cn   2023年07月13日

太阳能电池片作为光伏组件的核心构成,不仅仅是组件达成光能-电能转化的关键部位,也是其成本的重要组成部分(通常占比超过60%)。它的工作原理是经过太阳光的照射,激发出电子-空穴对,进而经由电池片内部的P-N结产生一系列反应,最终形成可输出的电流。将多个电池片组串封装在一起就形成了光伏组件。

TOPCon电池是目前光伏行业内常用的N型光伏晶硅电池,它的理论极限效率达到了28.7%,远远高于目前的“光伏电池顶流”——PERC电池的24.5%,极具开发潜力,而它也因为其优异的性能而被越来越多的企业注意到,预计在不久的未来TOPCon将取代PERC成为市场占有率最高的电池技术。

较早就洞察到TOPCon技术优势的弘元抢占先机布局TOPCon电池赛道,今年6月30日弘元绿能徐州基地16GW电池片项目已经顺利迎来首片弘元TOPCon电池片的下线,产线量产效率可达业内领先的25.6%。此外,弘元HT系列组件也是采用了高效N型TOPCon电池片的组件系列产品,除了具有较高的转化率,更低的衰减性能以及更高的量产性价比也是HT系列组件不能忽视的优势。

TOPCon电池性能突破的窍门就隐藏在制造工艺中。N型TOPCon电池的一般工序为12-13步,相比PERC电池的生产工艺多出2-3个步骤。接下来我们将分三期对TOPCon电池片的核心制造工艺进行解析,关注弘元和我们一起探索弘元电池片高性能的“秘密”吧!

首个关键工艺的拆解从电池片制造的第三道工序开始——SE激光掺杂工序。

弘元N型TOPCon电池生产工艺采用高效选择性发射结(Selective Emitter,即SE)技术,这一道工序位于清洁制绒、硼扩散之后,利用激光将硼扩硼硅玻璃作为掺杂源,形成选择性重掺杂区域,目的在于形成选择发射极,与TOPCon电池叠加有效实现量产情况下0.2%-0.4%的转化效率提升。通过激光在硅片与金属栅线接触部位进行高浓度掺杂,以达到降低该部位接触电阻的目的;在电极以外的位置进行低浓度掺杂,以达到降低扩散层的复合的目的。通过以上方式优化发射极,进而实现转化效率的增加。

N型TOPCon电池的选择发射极区别于PERC电池,需进行激光掺硼,相较于PERC电池工艺需要更高的激光能量,因此也更易造成硅片的损伤,对工艺要求更高。弘元TOPCon电池片产线导入MES系统,全程实时监控,并对过程关键控制点导入SPC控制,确保加工过程稳定,入库良率可达98%。

(弘元光能)

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