TOPCon電池降本提效思路解析

由于TOPCon電池效率超預(yù)期追趕HJT電池，2022年~2023年市場(chǎng)選擇了TOPCon，且預(yù)計(jì)未來(lái)TOPCon的生命周期會(huì)依然維持5~6年。雖然TOPCon工藝技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，但是仍有降本提效的空間。美能光伏擁有“高效TOPCon電池研發(fā)解決方案”，其中對(duì)于柵線的高寬表征，硅片絨面金字塔形貌，薄層的電阻、方阻、接觸電阻、線電阻等表征，以及多晶硅層（POLY層）的厚度測(cè)量，都有對(duì)應(yīng)的精密檢測(cè)設(shè)備，高效準(zhǔn)確的評(píng)估電池性能，幫助客戶完成電池效率提升。今天帶大家了解TOPCon電池降本提效的方式有哪些。

TOPCon電池降本思路

TOPCon降本方向?yàn)楣杵?、銀漿、設(shè)備成本、良品率等。

硅片方面：

N型硅片是通過(guò)摻雜磷元素制成，由于磷原子與硅相溶性較差，因此對(duì)硅料、輔材的純度及生產(chǎn)過(guò)程控制要求更高，成本更高，較P型硅片存在一定溢價(jià)。但隨著N型硅片規(guī)?；a(chǎn)及技術(shù)進(jìn)步，薄片化和大尺寸進(jìn)程加速，將推動(dòng)硅片成本下降。

銀漿方面：

TOPCon電池（正面+背面）采用高溫銀漿，耗量在150mg/片左右，未來(lái)隨著通過(guò)多主柵技術(shù)和減少細(xì)柵寬度來(lái)降低銀漿的消耗，有望降至110-130mg/片。且激光印刷和電鍍銅等更多的新工藝技術(shù)的提升，使銀漿成本有望下降；

設(shè)備成本方面：

隨著國(guó)內(nèi)光伏行業(yè)的迅速發(fā)展行情，生產(chǎn)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化也越來(lái)越多，這將降低單GW設(shè)備投資額度。在工藝上，TOPCon電池工藝相較PERC電池導(dǎo)入了3項(xiàng)新的工藝，產(chǎn)線只需要增加3臺(tái)新設(shè)備，未來(lái)隨著設(shè)備效率提升及設(shè)備價(jià)格下行，折舊成本有望進(jìn)一步下降。

品質(zhì)方面：

當(dāng)前限制TOPCon量產(chǎn)核心因素在于良率普遍低于95%，不斷優(yōu)化各工藝段，能夠提高產(chǎn)品的良率。

TOPCon電池增效思路

降低電學(xué)損失

TOPCon提效的核心在于降低電學(xué)損失，包括SE、雙面POLY、全域鈍化以及疊層電池等方法。

各廠商即將引入SE平臺(tái)，預(yù)計(jì)此舉將提效0.2%-0.4%；24年引入雙面POLY，量產(chǎn)效率有望提高至26%以上；25年引入全域鈍化技術(shù)，有望提效至27%，之后提效主線在疊層電池技術(shù)發(fā)展。目前各家廠商N(yùn)型電池效率提升速度較快，主流產(chǎn)商量產(chǎn)效率在25%-25.5%之間，未來(lái)有望通過(guò)引入SE平臺(tái)、進(jìn)行雙面鈍化以及疊層電池技術(shù)突破等方式，實(shí)現(xiàn)效率進(jìn)一步提升。

選擇性發(fā)射極

TOPCon中SE技術(shù)與PERC中的SE原理類似，在電極內(nèi)/外進(jìn)行高/低濃度摻雜，能夠提高硅片少子壽命，提高電池效率。SE（選擇性發(fā)射極技術(shù)）是指在金屬正極與硅片接觸部位及其附近進(jìn)行高濃度摻雜形成P++層，而在電極以外的區(qū)域進(jìn)行低濃度摻雜形成P+層。

TOPCon+SE示意圖

該技術(shù)既可確保硅片和電極之間有較低的接觸電阻，又可降低硅片表面復(fù)合率，以提高硅片的少子壽命，從而提升電池的轉(zhuǎn)換效率。硼摻雜工藝更復(fù)雜激光器功率更高；過(guò)程中可能存在兩類鈍化層燒穿，需精準(zhǔn)把控激光功率。

TOPCon中的激光摻雜分為一次硼擴(kuò)、二次硼擴(kuò)兩種路徑，目前量產(chǎn)主流選擇一次激光直摻。一次硼擴(kuò)類似于PERC生產(chǎn)過(guò)程標(biāo)配的硼擴(kuò)工藝，工序較為簡(jiǎn)單，該路徑下僅進(jìn)行一次激光摻雜、硼擴(kuò)與清洗，工序較簡(jiǎn)單且設(shè)備投資額較低，但技術(shù)難度較高。

雙面POLY

目前鈍化結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用在電池背表面，前表面仍采用傳統(tǒng)電池結(jié)構(gòu)，雙面鈍化/全域鈍化能夠進(jìn)一步提高效率。為進(jìn)一步降低電池表面載流子復(fù)合速率、減小接觸電阻，可以在正面電極下進(jìn)行P-poly，采用雙面/全域鈍化結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提高正面效率。

雙面鈍化接觸電池的硅片基體正面設(shè)有多晶硅層，基體的背面為P摻雜的poly鈍化層。不同于雙面鈍化僅在電極下方進(jìn)行P-poly，全域鈍化技術(shù)對(duì)電池正面整體進(jìn)行P-poly，預(yù)計(jì)能夠進(jìn)一步提高效率。雙面鈍化電池結(jié)構(gòu)制備雙面鈍化電池流程圖

美能3D顯微鏡

美能3D共聚焦顯微鏡是以光學(xué)技術(shù)為原理、結(jié)合精密Z向掃描模塊、3D建模算法等對(duì)器件表面進(jìn)行非接觸式掃描并建立表面3D圖像，通過(guò)系統(tǒng)軟件對(duì)柵線的高度與寬度、絨面上的金字塔數(shù)量進(jìn)行定量檢測(cè)，以反饋其中的清洗制絨、絲網(wǎng)印刷工藝質(zhì)量。

• 精確可靠的3D測(cè)量，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)共聚焦顯微圖像

• 超高共聚焦鏡頭，Z軸顯示分辨率可達(dá)1nm

• 198-39966倍最大綜合倍率，精確測(cè)量亞微米級(jí)形貌

• 全自動(dòng)?xùn)啪€絨面測(cè)量，快速生成數(shù)據(jù)

美能掃描四探針電阻測(cè)試儀

美能四探針電阻測(cè)試儀可以對(duì)最大230mm的樣品進(jìn)行快速、自動(dòng)的掃描，獲得樣品不同位置的方阻/電阻率分布信息，可廣泛應(yīng)用于光伏、半導(dǎo)體、合金、陶瓷等諸多領(lǐng)域。

• 超高測(cè)量范圍，測(cè)量1mΩ~100MΩ

• 高精密測(cè)量，動(dòng)態(tài)重復(fù)性可達(dá)0.2%

• 全自動(dòng)多點(diǎn)掃描，多種預(yù)設(shè)方案亦可自定義調(diào)節(jié)

• 快速材料表征，可自動(dòng)執(zhí)行校正因子計(jì)算

美能Poly在線膜厚測(cè)試儀

美能Poly5000在線膜厚測(cè)試儀是專為光伏工藝監(jiān)控設(shè)計(jì)，可以對(duì)樣品進(jìn)行快速、自動(dòng)的5點(diǎn)同步掃描，獲得樣品不同位置的膜厚分布信息，可根據(jù)客戶樣品大小定制測(cè)量尺寸。

• 有效光譜范圍320nm~2400nm

• 快速、自動(dòng)的5點(diǎn)同步掃描

• 重復(fù)性精度＜0.5nm

• 超廣測(cè)量范圍20nm~2000nm

• 在線監(jiān)控檢測(cè)實(shí)現(xiàn)零碎片率

• 實(shí)現(xiàn)全程產(chǎn)線自動(dòng)化檢測(cè)、大大節(jié)約檢測(cè)時(shí)間

在N型逐漸超越甚至取代P型的大背景下，TOPCon電池在滲透、效率、產(chǎn)業(yè)成熟度、配套協(xié)同、P型改造等方面具備優(yōu)勢(shì)，且目前行業(yè)規(guī)模效應(yīng)顯著。美能光伏所提供的“高效TOPCon電池研發(fā)解決方案”，致力于幫助用戶在研發(fā)過(guò)程中解決許多技術(shù)難關(guān)，與客戶一起為光伏行業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。