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光伏電池片的分類

RG15206629988 ? 來源:行業學習與研究 ? 2023-04-10 10:26 ? 次閱讀

光伏發電的效率和成本約等于光伏發電站的效率和成本,光伏電池片是建設光伏電站的重要器件,可決定光伏電站的效率和成本。因此,光伏發電欲降本增效需以光伏電池片為切入點。

目前,晶硅電池技術是光伏電池的主流技術,晶硅電池的市場占比超過95%。以晶硅電池技術為核心技術的光伏發電系統的產業鏈包括:硅料、硅片、晶硅電池片、光伏組件,晶硅電池片處于產業鏈中下游環節。

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圖片來源:中國慕課大學《光伏發電工程技術》

一、光伏電池分類

根據襯底(根據網絡資料理解:襯底為光伏電池的背電極)材料,晶硅電池片可被分類為P型電池(P型半導體為光伏電池的背電極)和N型電池(N型半導體為光伏電池的背電極)。P型硅片(個人理解:即P型電池)制作工藝簡單且成本較低;N型硅片(個人理解:即N型電池)制作工藝復雜,但N型電池壽命較長且發電效率更高。目前,P型電池是主流光伏電池,市場占有率超過85%。

P型電池可被分類為BSF電池(Back Surface Field Solar Cell)和PERC電池(Passivated Emitter Rear Cell)。BSF電池是2020年前的主流P型電池,PERC電池是目前的主流P型電池。主流電池P型電池從BSF電池轉換為PERC電池的同時,也使能量轉換效率(個人理解:此處能量轉換指光電轉換效率)從低于20%提升至23%。

N型電池可被分類為TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact)、HJT(Heterojunction Technology Cell)、IBC(Interdigitated Back Contact)、HBC(HJT+IBC)四種。N型電池的能量轉換效率約為25.5%。

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圖片來源:中國慕課大學《光伏發電工程技術》

二、P型電池

(1)BSF電池

BSF電池的中文名稱是鋁背場電池,該電池的制作技術是光伏電池的基礎制作技術。BSF電池在晶硅光伏電池的PN結制造完成后,通過在硅片背面沉積一層鋁膜制作P+層,形成鋁背場。

鋁作為背電場可減小載流子的背表面復合率(個人理解:光伏電池發電時,空穴向光伏電池的P型半導體移動,增加P型半導體中價電子數為3的元素,即鋁元素,可減少空穴與電子在光伏電池內的復合率)和增加對長波的吸收(個人理解:增加對長波的吸收可增加光伏電池吸收的能量),但鋁背場電池的能量轉換效率的理論最高效率為20%,相對其他種類晶硅光伏電池較低。

BSF電池的制備工序包括:清洗制絨、擴散制結、刻蝕去磷硅玻璃、PECVD(根據百度百科:該縮寫全稱為Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,中文翻譯為等離子體增強化學氣相沉積法)、絲網印刷、燒結、測試分選等。BSF電池的各種改進工序均以上述工序為基礎。

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圖片來源:中國慕課大學《光伏發電工程技術》

(2)PERC電池

PERC電池的中文名稱是鈍化發射極和背面電池。該電池在BSF電池的基礎上加入背面鈍化層(通常是氧化鋁)以降低表面復合率,并進行激光開槽使背電極的形狀變為與正電極相近的柵線形狀。因此,PERC電池為雙面電池,電池雙面率(根據網絡資料:背面效率與正面效率的比值)處于70~80%之間。(根據網絡資料理解:BSF電池的正面電極為柵線形狀,背面電極是板狀結構,即只有正面可吸收光能,PERC電池的正背面電極均為柵線形狀,即雙面均可吸收光能。

因此,PERC電池對光伏組件背表面反射光的吸收率高于BSF電池,從而提升了能量轉換效率) PERC電池的核心設備包括:清洗劑、制絨機、擴散爐、激光消融機、刻蝕機、沉積設備、絲網印刷設備、燒結爐、測試分選機、槽式清洗機(增加背面拋光工藝時使用)等。

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圖片來源:中國慕課大學《光伏發電工程技術》





審核編輯:劉清

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原文標題:光伏發電工程相關介紹(17)——光伏電池片技術(上)

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