海外单晶硅太阳电池生产线建设的分析与研究

近些年,中国光伏产业进入存量市场的激烈竞争局面。海外光伏产业链建设需求庞大,应充分利用好自身优势,把握好“走出去”做大增量市场的机会。在分析海外光伏市场发展现状的基础上,对PERC、TOPCon、p型IBC、HJT单晶硅太阳电池技术的投资成本进行了拆解,并对采用这4种太阳电池技术路线的海外生产线的建设成本和设备投资回报进行对比;然后通过海外实际项目案例,对海外以PERC和TOPCon单晶硅太阳电池技术为代表的生产线建设情况进行了研究分析。分析结果显示：当前阶段,PERC单晶硅太阳电池生产线预留升级p型IBC单晶硅太阳电池技术和TOPCon单晶硅太阳电池技术是目前最适合在海外投资建厂的技术。     

TOPCon太阳电池中多晶硅层磷掺杂工艺的优化及其对电性能的影响

随着光伏行业的飞速发展，PERC太阳电池技术已无法满足太阳电池光电转换效率的进一步提升，TOPCon太阳电池因具有高光电转换效率，被认为是下一代太阳电池技术的可选方案。针对TOPCon太阳电池的多晶硅层的磷掺杂量、推进温度及推进时间对多晶硅层、硅衬底中磷掺杂特性及电性能参数的影响进行了研究。研究结果显示：在隧穿氧化层及多晶硅层厚度分别设定为1.5和130.0 nm的条件下，磷掺杂参数设置为通源流量为1400 sccm、通源时间为25 min、推进温度为880℃、推进时间为30 min时，既保证了钝化效果，也保证了欧姆接触和寄生吸收在合理的区间，TOPCon太阳电池的光电转换效率达到了最大值，为24.48%。     

n型太阳电池硼扩散制备正面发射极工艺研究

对于n-PERT电池,硼扩散是形成p-n结的关键工艺并且直接影响电池性能。为优化正面硼扩散掺杂层的性能,研究液态源(BBr3)扩散过程中推进温度和推进时间对硼表面掺杂浓度和结深的影响,并且结合PC1D的模拟结果,分析不同的正面硼发射极对n-PERT太阳电池性能的影响。研究结果表明,推进温度在950~970℃范围变化时,随着推进温度的升高,结深由0.4μm增加到0.63μm,硼表面掺杂浓度由4.3×1019cm-3增加到5.9×1019cm-3;推进时间由25 min增加到40 min过程中,结深由0.47μm增加到0.64μm,硼表面掺杂浓度有较小的下降;当发射极表面浓度较低,结深较深时,有利于提升电池性能;该实验在模拟计算和工艺优化的基础上制备出效率为20.03%的nPERT电池。     

不同温度条件下晶体硅光伏组件光/电致衰减

晶体硅光伏组件存在多种光/电衰减机制，为了研究不同衰减条件的影响，该文首先对不同条件的衰减机理进行探讨；然后进行不同类型的衰减试验，并对试验结果进行分析。通过试验发现，所有类型的太阳电池均有光致或电致衰减现象；相较于PERC太阳电池，TOPCon太阳电池的光致及电致衰减速率较慢，同时在光致衰减（LID）试验中稳定周期最长；在LID试验后，所有类型太阳电池均会发生高温光致衰减。分析电致衰减（CID）与高温光致衰减（LeTID）试验衰减数据，发现组件功率衰减与填充因子变化呈正相关。     

光电性能可调的TiN薄膜及在TOPCon太阳电池的应用

采用直流磁控溅射制备了光电性能可调的氮化钛（TiN）薄膜，TiN薄膜的透过率随沉积压强和氮气浓度升高而升高；电导率随溅射功率升高而升高、随沉积压强和氮气浓度升高而降低。TiN的可见光平均透过率为0%～60%，氮气浓度和沉积压强较低时制备的TiN薄膜具有优异的电导率（4000 S/cm）。将高电导率的TiN薄膜应用于隧穿氧化钝化接触太阳电池（TOPCon），改善了多晶硅层（Poly-Si）与银电极界面接触，提高了填充因子，为实现高效TOPCon太阳电池提供了有效途径。     

n型TOPCon太阳电池PECVD路线磷活性掺杂技术的改善研究

针对n型TOPCon太阳电池采用PECVD技术时存在的磷烷耗量偏高、多晶硅磷活性掺杂浓度偏低和多晶硅层场钝化效果偏差的问题，通过进行不同的原位掺杂非晶硅沉积工艺实验和磷沉积退火实验来寻找合适的解决方式。实验结果显示：1)采用变磷烷流量原位掺杂工艺的实验片的多晶硅磷活性掺杂浓度平均值比采用恒磷烷流量原位掺杂工艺的实验片的高2.19×1020/cm3;2)钝化效果方面，相较于采用恒磷烷流量原位掺杂工艺的实验片，采用变磷烷流量原位掺杂工艺的实验片的隐性开路电压和隐性填充因子分别高5 mV和0.42%;3)在采用变磷烷流量原位掺杂工艺的前提下，相较于采用常规退火工艺制成的太阳电池，采用磷沉积退火工艺制成的太阳电池的开路电压提高了3 mV，短路电流提高了0.02 mA，填充因子提高了0.54%，并联电阻增加了10Ω，光电转换效率提升了0.14%。采用PECVD技术路线制备TOPCon太阳电池时，变磷烷流量原位掺杂工艺搭配磷沉积退火工艺有明显的提升太阳电池光电转换效率的效果。     

硼水浓度的测量及硼表的标定方法

以大亚湾核电站引进的硼表为例，介绍了硼表的测量原理，分析了测量中的影响因素，提出了硼表的实用标定方法，对有关工程人员在消化，吸收此项技术过程中将起到推进作用。     

晶体硅太阳电池太阳吸收率的影响因素分析

建立晶体硅太阳电池对太阳光的吸收模型,根据模型讨论影响硅太阳电池太阳吸收率的各种因素,进行相关分析和计算。探讨太阳电池的结构和制备工艺对太阳吸收率的影响,并通过相应的试验进行验证。研究表明,铝背反射器、硅片表面形貌、硼扩散浓度对晶体硅太阳电池的太阳吸收率有较大的影响,采用带通滤光玻璃盖片可显著降低具有陷光结构的高效率硅太阳电池的太阳吸收率。     

效率达19.1%的全离子注入单晶硅太阳电池

基于PESC(钝化发射极太阳电池)的电池结构,制备发射极为磷离子注入、背面场为硼离子注入的全离子注入单晶硅太阳电池,分析磷和硼离子注入的退火特性和杂质分布以及离子注入硼背场对电池性能的影响,并与常规POCl3扩散发射极电池进行对比。研究表明:离子注入的硼背场可明显提高电池的长波响应,使电池的开路电压提高约100 m V,效率提高5.4%;与POCl3扩散发射极电池相比,磷离子注入发射极改善了电池的短波响应,使电池效率提高0.8%;全离子注入电池的效率达到19.1%。     

全自动太阳电池无损伤激光划裂机的设计

随着太阳电池间超小间距、大尺寸硅片和超低温太阳电池等工艺的出现,常规的太阳电池激光划裂技术已无法满足光伏组件高质量的需求,因此,无损伤激光划裂技术应运而生。本文针对无损伤激光划裂技术,设计了一套全自动太阳电池无损伤激光划裂机,解决了常规太阳电池激光划裂设备不可避免地造成太阳电池热损伤的问题。该设备通过视觉检测系统获取太阳电池的切割路径,然后通过工控机、运动控制器和PLC通信模块,实现太阳电池的自动上下料、直驱(DD)马达四工位旋转装置的旋转、太阳电池激光豁口切割及激光热裂等功能。     

激光掺杂设备在PERC太阳电池生产中的应用

首先介绍了在太阳电池生产过程中激光设备的类型，阐述了激光掺杂工艺在PERC太阳电池生产过程中的重要作用，然后介绍了激光掺杂设备的原理和结构，以及其光斑聚焦原理，提出了光斑异常解决方案，并分析了光路维护要求，提出了可保证了激光掺杂设备高效稳定运行的维护方法。随着对激光设备的深度了解及太阳电池技术的进一步升级，对激光设备的要求会更高，通过不断的优化，激光技术将在太阳电池产业化制造领域得到较好的应用和提升，激光设备也将更快地普及到更多领域。     

不同因素对各类型晶体硅光伏组件温度系数的影响研究

以7种不同类型的晶体硅光伏组件作为研究对象,通过温度系数测量实验,针对光伏组件老化、太阳电池技术、太阳电池尺寸、光伏组件类型等因素对晶体硅光伏组件温度系数的影响进行了分析研究。首先研究了常规老化多晶硅光伏组件的温度系数,然后探讨了双面单晶硅光伏组件温度系数测试方法的具体要求,最后对比分析了采用不同太阳电池技术和尺寸封装的不同类型单晶硅光伏组件的温度系数。研究结果表明：1)在光伏电站现场使用过的常规老化多晶硅光伏组件的温度系数依然保持稳定;2)使用门框内表面为黑色的瞬态太阳光模拟器对双面单晶硅光伏组件进行温度系数测试时,可以不必对光伏组件背部进行遮挡;3)并串结构的半片单晶硅光伏组件的温度系数与太阳电池尺寸、单面或双面发电无直接关系;4)PERC、TOPCon单晶硅光伏组件的温度系数虽然存在一定的差异,但总体来看差异不大。     

晶体硅和钙钛矿光伏组件碳足迹研究

全球的光伏技术及其市场在清洁能源运用的不断增进下呈现快速发展趋势。为评估光伏组件在生产和制造环节对环境的影响，利用GaBi软件以及生命周期评估（LCA）的方法进行研究和评估，主要评估对象包含晶体硅光伏组件，这些组件采用不同电池，包括发射极背钝化（PERC）太阳电池、隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）太阳电池和异质结（HJT）太阳电池，以及新型钙钛矿太阳电池（PSCs）。计算发现现有4种光伏组件的典型碳足迹分别为469.25、474.24、427.98和500.55 kg CO2/kW。对于晶体硅太阳电池，硅片生产所引起的碳足迹份额最大，占比达到50%以上。对于钙钛矿太阳电池，其光伏组件由于现阶段产业化效率较低，碳足迹较大。     

发射极掺杂工艺对产业化IBC太阳电池性能的影响

主要对n型IBC太阳电池结构的发射极硼掺杂工艺进行优化设计,并通过ENDA2模拟软件对实验结果进行验证分析,通过复合损失分析,研究不同发射极硼扩工艺对产业化IBC太阳电池电性能的影响.实验结果表明,采用较高推进温度的硼扩散工艺,获得发射极方阻98Ω/sq,该发射极具有最低的表面浓度1.68×1019 cm-3和最深结深...     

晶体硅太阳电池的缺陷检测及分析

针对晶体硅太阳电池缺陷的检测问题,利用多种测试设备(EL、PL、Corescan等),在电池制作的主要工序段(扩散、镀膜、印刷、烧结)对硅片和电池片进行检测,归纳和总结了电池的各种典型缺陷的成因。     

激光全掺杂制备太阳电池发射极的研究

采用波长532 nm的激光脉冲在n型单晶硅衬底上扫描预置的硼源,进行太阳电池发射极制备的研究。通过全激光掺杂获得方块电阻最低为30Ω/□的发射极,经过退火后少子寿命大幅度提升;在此基础上,初步制备的太阳电池的开路电压Uoc达到597 mV,转换效率为13.58%。研究表明,激光全掺杂是制备太阳电池发射极的有效方法。     

硼铸铁气缸套加硼新工艺探讨

硼铸铁作为一种性能优良的耐磨材料,已被广泛地用于制造内燃机、机床等各种耐磨件。目前,硼铸铁的熔制多半采用炉内投入B—Fe合金的加硼工艺。由于B-Fe合金价格较贵,供应日趋困难,因此,生产硼铸铁铸件的厂家都在积极地探讨硼铸铁加硼工艺的新途径。我厂作为用B—Fe合金加硼工艺生产硼铸铁气缸套的厂家之一,也在不断地寻求新的加硼材料。 近年来,有关单位利用天然硼矿石熔制硼铸铁取得成功。虽然这种方法可以大幅度地降低铸件成本,但是,由于硼矿石是生产硼酸,硼砂等硼制品的主要原料,而且,这种硼矿石在开采、运输等方面还存在一些问题,故使硼石在铸造上的推广应用受到限制。 最近,国内市场出现了一种新材料──含硼生铁。来源丰富,价格较便宜。是制造硼铸铁的理想材料。为此,我们进行了应用试验。     

采用硼矿石生产单体硼铸铁活塞环

本文介绍了在单体硼铸铁活塞环的铸造生产中，采用合B10．31％的硼矿石取代价格昂贵的硼铁合金，达到节约生产成本，消除硼铁合金中合铝量高而导致的毛坯环皮下气孔缺陷。     

硼系耐磨铸铁的发展及应用

本文介绍了硼耐磨铸铁国内外概况，叙述了我国硼耐磨铸铁的生产现状及应用，由于含硼生铁－新加硼剂的问世，大大地降低了硼耐磨铸铁的生产成本，提高了经济效益，为硼耐靡无故的发展开拓了新途径。     

光伏行业扩散炉的技术现状及发展趋势

从降低生产成本和提高电池转换效率方面出发,介绍了太阳电池扩散设备的最新进展,并对各种新型设备作出了评价和展望。