光伏亿家电子杂志2015年4月刊

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目录 新闻中心 国家电网发布白皮书助力新能源 保障新增装机并网..............................................................................................3 山东发改委关于下达 2015 年光伏发电建设实施方案的通知..................................................................................3 新疆兵团发改委下发 2015 年度光伏电站建设实施方案..........................................................................................3 内忧外患:江苏舜天关闭光伏业务调查.................................................................................................................... 4 斥资 150 亿元!中民投将在宁夏建全球最大单体光伏电站....................................................................................4 七家中国光伏组件企业入选前十强 继续领衔全球市场..........................................................................................5 BNEF:2015 年美国碳排放量有望创 1994 年以来新低 光伏新增装机或达 9.1 吉瓦.......................................... 5 严寒气候下,哪类可持续性屋顶技术为最佳选择?................................................................................................6 中国科学院实现太阳能电池超细栅电极喷印制造.................................................................................................... 6

产业观察 2015 年 SNEC 展会新品大放送..................................................................................................................................... 8 理性看待光伏市场前景,扎实拓展电力文明消费..................................................................................................13

技术前沿 MWT 背接触晶体硅光伏技术概述............................................................................................................................... 19 铝背钝化的太阳能电池.............................................................................................................................................. 25

答疑解惑 电站自 2011 年运行至今 组件表面出现花纹.......................................................................................................... 31 求助大神帮忙分析下效率差异原因.......................................................................................................................... 31

价格监测 3 月光伏市场行情综述............................................................................................................................................... 32

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国家电网发布白皮书助力新能源 保障新增装机并网 4 月 2 日,《国家电网公司促进新能源发展白皮书》在北京发布。国网公司新闻发言人张 正陵告诉记者,截至 2014 年底,国家电网公司累计建成新能源并网及送出线路 4 万千米,其 中风电 3.7 万千米、太阳能发电 2625 千米。今后每年将建设 2700 万千瓦新能源并网工程,保 障 2020 年前风电年均新增规模 1700 万千瓦、光伏发电 1000 万千瓦装机并网。

山东发改委关于下达 2015 年光伏发电建设实施方案的通知 2015年,国家下达我省新增集中式光伏电站和分布式光伏电站建设规模80万千瓦。我委结 合各市2014年光伏发电年度计划执行情况以及新能源示范城市、绿色能源示范县、分布式光伏 发电示范区等实施进度,将该新增建设规模分解下达各市。 各市要在分解下达的新增建设规模内,抓紧确定新增项目清单;超出本市规模的项目,视 同无效。同时,将往年结转在建的集中式光伏电站和分布式光伏电站项目,于4月10日前一并 上报我委,我委将据此形成全省2015年光伏发电建设实施方案上报国家。

新疆兵团发改委下发 2015 年度光伏电站建设实施方案 2015年4月7日,新疆生产建设兵团发展和改革委员会向第二、四、五、六、七、九、十、 十二、十三师发改委下发《兵团发改委关于下达兵团2015年光伏发电项目建设实施方案的通知》 兵发改能源发【2015】147号文件。 文件指出:结合来报发电项目请示和2015年度光伏电站建设实施方案,综合2014年项目建 设情况、电力市场等因素,对2015年新疆兵团50万千瓦光伏发电规模予以安排。 文件要求加强项目管理、加快推进项目前期工作,于4月20日前向新疆发改委报送备案材 料,对4月底前仍未完成备案手续的项目取消资格。 要求督促项目开工建设,确保7月完成主体工程,早日并网运行。6月底前仍未开工建设的 项目要调整方案,不得擅自变更项目投资主体和建设内容。 加强光伏发电项目信息统计报送工作,10 月中旬对师年度项目完成情况考核,并网规模 未达到 50%的,调减下一年度规模指标。对屋顶光伏分布式发电项目及全部自发自用的地面分 布式项目,兵团发改委随时受理备案。


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内忧外患:江苏舜天关闭光伏业务调查 “在‘双反’壁垒打压下,公司业务近几年几乎不盈利”,经多方求证,江苏舜天光伏系 统有限公司(以下简称“舜天光伏”)一位不愿具名的高管向笔者证实,该公司的光伏业务迫 于经营压力,已陆续关闭,员工基本解散。 据悉,舜天光伏隶属于舜天国际集团,该集团创立于1974年,2010年5月与江苏国信投资 有限公司合并后,已发展成为中国最大的国有企业之一,总资产达到140亿美元,可以说是“不 差钱”。 公开资料显示,舜天光伏成立于2007年,拥有两家工厂,主要设计、研发、制造和销售高 质量的晶体硅太阳能电池组件。截止到2012年,其年产能已达到500MW。 但自2014年2月21日起,该公司官方网站的“新闻中心”栏目就一直没有更新,“公司新 闻”一栏也是空白。 笔者根据其官网的联系方式致电舜天光伏,但得到的语音提示是“对不起,该机已停止使 用”。随后,笔者又致电舜天光伏所属的江苏舜天机械进出口有限公司,得到的答复则是“不 清楚”。 调查期间,笔者还就“江苏舜天是否关闭光伏业务”一事向江苏国资委发去了问询函,但 截至收稿时仍未得到答复。 种种迹象表明,舜天光伏的日常运作已经停滞。这一点也得到了业内人士的证实。一位曾 为舜天光伏做过代工业务的企业人士向笔者表示,该公司于2011年与舜天光伏有过代工合作, 据其透露,目前舜天光伏已经关闭了光伏组件的生产。

斥资 150 亿元!中民投将在宁夏建全球最大单体光伏电站 被称为“民企版中投”的中国民生投资有限公司计划在中国西部建立全球最大的单体光伏 电站,投资金额约为 150 亿人民币。 4 月 18 日,中民投宁夏(盐池)国家新能源综合示范区开工奠基仪在宁夏盐池举行。示 范区计划建设 2GW(1GW=1000MW,1MW=1000KW)光伏发电项目,占地累计约 6 万亩,这将是全 球最大的单体光伏电站项目。 按照宁夏的光照条件,这一 2GW 项目建成后,年平均上网电量 289419 万度。以该发电量 计算,与火电相比,每年可节约标准煤 101 万吨。

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七家中国光伏组件企业入选前十强 继续领衔全球市场 IHS最新报告显示,2014年,全球十大光伏组件供应商的总出货量达到23.7吉瓦,占全球 总量的比例为49%,较2013年占比稍有提升。中国供应商继续主导本土市场,领衔全球太阳能 市场。 “鉴于中国是全球最大的太阳能市场且对海外供应商封闭,中国组件制造商依然领衔IHS 排行榜。”IHS太阳能供应链分析师Jessica Jin表示,“此外,中国供应商在日本、美国及其 它市场也表现不俗。” 在IHS最新公布的全球前十大组件供应商榜单中,中国组件供应商占得七个席位,日本与 美国供应商分别占得两个与一个席位。虽然跻身2014年榜单的企业与2013年相同,但排名已发 生改变。例如,2013年的“探花”天合光能2014年喜获头名状元。去年,该企业组件出货量飙 升近52%,至3.66吉瓦,净利润6126万美元,毛利率16.9%。凭借与Q Cells合并,韩华新能源 的排名从第十位跃居第四位。

BNEF:2015年美国碳排放量有望创1994年以来新低 光伏新增装机或达9.1吉瓦 彭博新能源财经(BNEF)分析师预测,2015年将是美国“去碳化”的分水岭:创纪录的 煤炭产能被关闭、创新高的可再生能源产能以及创纪录的天然气消耗量。BNEF预计今年美国 电力部门的二氧化碳排放量创1994年以来新低。 BNEF预计,2015年,美国可再生能源安装量达到历史新高,其中18吉瓦的新增产能投产。 光伏新增装机量亦创下历史记录,高达9.1吉瓦——其中近一半位于加利福尼亚州。风电新增 装机总量8.9吉瓦,其中三分之一位于德克萨斯州。

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严寒气候下,哪类可持续性屋顶技术为最佳选择? 可持续性屋顶技术——包含绿色屋顶、白色屋顶与太阳能电池板——可提供巨大的环境效 益。不过,科研人员对它们的研究往往还局限于炎热的气候,并未评估它们所有的环境效应。 一项新研究实验对比了各类技术在加拿大寒冷气候中的表现。研究发现,在任何气候下, 太阳能电池板均可展现出最高的环保性能。从环境的角度而言,电池板显然是更佳的选择。屋 顶绿化有助于大楼减少冬季的能耗量,并在夏季保持凉爽,有利于环保的影响有限。 尽管在温暖气候下,白色屋顶(由浅色屋顶材料制作而成)是出众的选择,但在严寒气候 中,高昂的太阳能反射率影响了热量的吸收,从而产生较为负面的影响。(译者:卞小云)

中国科学院实现太阳能电池超细栅电极喷印制造 近日,中国科学院沈阳自动化研究所信息服务与智能控制技术研究室3D电子打印技术与 装备课题组,采用喷墨印刷技术成功制造出高“高宽比”太阳电池超细栅电极,实现了关键技 术突破,并自主研发出国内首台喷墨打印样机系统。 将喷墨打印技术引入太阳电池超细栅电极图形制备后,通过减小电极栅线宽度、数字化制 备电极图形、非接触式打印和连续不间断传输等关键技术提升,在提高生产线产能、降低生产 碎片率、节约原辅材料损耗、降低运行成本及提高光电转换效率等方面都有非常优异的表现。 以50MW标准电池生产线计算,引入喷墨打印设备后,可提高太阳电池转换效率0.6%,银材料耗 量减少40%,节约运行成本0.60元/片~0.80元/片。

喷墨打印超细栅电极太阳电池样机系统

喷墨打印太阳电池超细栅电极三维形貌



产业观察

2015 年 SNEC 展会新品大放送 2015 年 SNEC 第九届(2015)国际太阳能光伏大会暨(上海)展览会圆满结束。一年一度, 百花齐放,精彩纷呈。中国可再生能源学会理事长石定寰在开幕式上如此评价,“上海 SNEC ‘两会’就是提供给中外光伏产业界同行相互交流、切磋合作、共谋发展的最佳平台,也是我 国光伏产业界在新常态下发展新业态、为新能源寻找新机遇、在新征程共享新成果的最有气势 的动员大会!“那么,这次展会上各家企业都展出了什么新品呢?请跟随小编一起看看抢眼的 组件产品吧。 天合光能 Honey Plus 高效单晶光伏组件

晶澳295W高效单晶组件 中利腾晖

航天机电 N 型单晶 PERT 双面发电光伏组件

中利腾晖Hipro285W单晶组件

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产业观察 晶科智能多晶组件

阿特斯 DIAMOND CS6K-255

韩华四栅线多晶硅太阳能电池组件

中电新型五栅线双玻组件

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产业观察 顺风 315W 多晶硅太阳能组件

中盛光电 ET 串级优化组件

英利 260W 组件

大全 340W 单晶组件

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产业观察 比亚迪 P6C-30-DG Sorios-3BB

信义光能 260W 双玻组件

赛维高效组件

通威 TW325M-72 单晶组件

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产业观察 强生光电 325W 石墨烯多晶硅高效太阳能组件

瑞晶 320W 太阳能光伏组件

乐叶光伏 285W 单晶组件

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产业观察

理性看待光伏市场前景,扎实拓展电力文明消费 南京索斯通科技有限公司总经理 高级经济师 一级建造师

房渊钊

自实施立足于发展内需以振兴光伏产业的新政以来,我国的光伏产业加快了以低成本进入 电力消费市场的产业调整和技术创新。光伏电力成本在国家和地方财政的适度支持下,逐步形 成了在内需市场上相当的竞争力。 随着全面改革和科学发展的日益深入,光伏电力以实际成本优势跻身于清洁电力的前列已 为时不远。 针对这种新形势,如何准确把握光伏的市场需求,避免顺势崛起时的盲目冲动和迷茫保守, 继续按照新政认定的方向,重点突破并循序渐进地拓展光伏电力的文明理性市场,在推进中完 善并强化对新政的实施落实力度,让科学统筹借助市场杠杆发力,把光伏产业的产业水平和产 能规模调整到和谐发展的新常态,十分重要。 于是,认清新形势下的光伏市场的实际需要和发展变化以及光伏产业与之匹配的产能物流 方向,理性看待光伏前景,必然成为当前亟待关注的话题。 光伏的近年崛起是理性认识市场与发展的觉醒 这一基本的事实,从去年开始出现的国内光伏产业和市场的兴旺景象,以及由此波及到国 际市场对光伏的信心提振,以及我国光伏产品在应对欧美“双反”中在世界市场上仍有新的开 拓…….等等都给予了十分清楚的印证。 这些印证,再一次告诉我们,产业的兴旺和产品的生命归根决定于市场的消费需求。对新 兴产业,一定阶段一定力度的财政扶持是必须的,但这种必须,不是对短小和孱弱的呵护,它 只能是对新生力量的催化和助长。 这种催化和助长,是着眼于消费市场的潜在需求和现实需求,并以合理的满足和开发这些 需求以利经济社会发展为目的和原则的。 它拉动消费,当然也要助力于产业改造产品更新,但这种改造和更新必须是瞄准于低成本 满足消费市场的改造和更新。特别是,像电力这样被社会视为发展动力和经济命脉的大众生活 消费和文明物质生产消费的必需品。我国的光伏产业现在得到的财政支持就是、也只能是这样 的催化和助长。 纵观光伏产业的发展与市场的发展历史和现状,无论这远远够不上漫长的历史是怎样的起 伏和曲折,也不管它的现状是如何纷纭和复杂,基于这个基本的事实和规律,人类世界对光伏 产业、能源发展和国家、民族与社会的生存和前景的现实及前景的考量,已经从蒙昧到觉醒。 毫无疑问,当前,世界的各个国家、地方和民族,不管他们经济社会发展程度和对环境治 理、能源革命的紧迫感程度如何,也无论他们出于地方和国家保护或其他利益动机,对光伏发 13


产业观察

展采取的应对措施是科学合理还是短视偏狭,他们在骨子里,都不能、也无法忽视光伏产业在 电力能源消费市场上的地位和消长,不能忽视造成这种地位消长的实际消费结构和产业能力和 物流分配的匹配状况。 电力文明消费的拓展,希望在中国 反观我国的光伏发展和在发展上科学理性的觉醒,就需要更深刻地认识到:在世界光伏产 业和市场上地位举足轻重的我国光伏产品,它的消费优势在哪里?它的市场分布如何?它的物 流方向和实际应用是否经济合理?一句话,地球大家庭的聚焦目光和我们国内的社会期盼,基 本是一致的。 这就是:中国的光伏产业的消费分布、物流方向、实际应用的现实状况和发展潜力,以及 这种潜力对境况不同的国家和地区的实际影响。简洁地说:世界在看中国:中国的光伏消费合 理吗?中国的光伏产业发展与合理消费匹配吗?信心和希望何在? 在这个问题上,笔者以为:我们之所以有信心,世界之所以注目并寄予希望:一是我国拥 有极为深广的资源和消费市场。二是我国具备着开发光伏资源以文明合理消费的社会经济基础 和实力。三是经历发展曲折后近年实施的光伏新政显示了我国已步入了科学理性的发展轨道。 于是,对世界光伏发展有了举足轻重意义的中国,就肩负起了开拓者前行的更大重担,就 必须具有对光伏市场与发展,更清醒和自觉的理性。 这是因为,就我国的光伏振兴而言,总的趋势的日渐明朗,替代不了具体实现过程中的曲 折和阵痛,避免不了对迷雾的穿透和前进的摸索。现实和实践已经把必须重视实现途径和方法 的问题变得特别突出起来。方向不能偏差,过程决定成败。奔向开创的新路应该积极而稳妥。 凡事必须深谋远虑,切忌主观片面、跟风盲动。 就以发展内需、拉动消费而言。我国采取的这一光伏新政无疑是正确的。其原则的部署: 以阳光、土地资源和电力供需状况和电价政策差别,对发展分布式电站与大型地面电站采取不 同的鼓励政策,也无可挑剔。实施的基本状况是分布式电站逐步启动,地面电站渐成热点,大 型电站受到追捧。可供清洁文明消费的光伏电力明显增加。这种增加,自然也应该看为是对消 费的正向拉动。它所产生的国内外市场和经济社会影响也有目共睹。 但是,冷静下来做认真的分析和反思,就会发现:其实,如果我们对市场的实际和潜在需 求如果认识的更全面透彻,那么,也许凭借新政的推力和以同样的资源财力投入,我们对光伏 的市场开拓也许会做得更好,并对光伏的振兴更为有益。 民居、民用建筑屋顶,光伏开发起步艰难,前景可观 首先,首先应该充分认识到,我们国家的居民生活用电是对光伏电力消费的最大最迫切也 最有前景的市场。从发展民居建筑屋顶电站入手,是开辟这一市场领域的最切实的现实途径。 我国居民生活用电之大,且电量增速之快,举世共睹。已占国家电力消耗的 14%左右 。由于人口众多,绝对消耗量庞大。由于是发展中重视民生的社会主义制度,国家的社会经济 14


产业观察

建设始终以提高富裕文明程度和缩小贫富和地域差别为目标,因此,电力消费的增速之快是建 立在改善结构、提高清洁能源占比的基础上的。这一点就决定了对居民生活光伏电力消费看好 的基本因素。 其次,我国城乡居民住宅的自有率占 90%。除特大城市的高层建筑之外,城镇民居建筑的 高度和顶层的光伏可利用面积,从现状来看达到户均 7 平米,户均可开发光伏电力每日 2.5-3 度,基本解决家庭当前平均用电所需,是有条件的。而且随着民居条件和建设理念的更新,这 种条件会越来越好。 于是,在土地资源寸土寸金的我国城乡,发展民居屋顶光伏开发,调动居民改善生活和居 住条件和文明程度的积极性,这无疑是一个有效利用资源和广泛使用民间投资,以较低成本改 善电力文明消费和生产的一个良好途径。 然而,在这个问题上,由于片面主观和守旧杂念的意识困扰和行动上的顾忌徘徊,我国的 屋顶式民居分布式电站虽然在启动,在发展,但还远远未有得到人们期待的应有程度。 当然,建设居民生活消费用电的屋顶资源并不仅限于住宅建筑。其他属于公共服务设施、 和事企业单位的建筑屋顶资源,也很丰富。 而且,这些资源的建筑产权相对集中,产权明晰,大多属于国家和集体共有。在我国当前 的光伏分布式电站的建设中,比较容易通过自上而下的行政推动方式实现,这不能说不是好事。 我国目前启动的分布式光伏,一些地方都采取了以这些资源的先行试点方式。其典型示范意义 也很明显。 可是,不少地方只顾驾轻就易,从总体上忽略了对建筑屋顶的大头、对民居建筑屋顶的开 发,缺乏针对性的对策和措施,缺乏攻坚克难的积极热情,这就造成了我国本可较快发展的分 布式电站却进展并不理想的原因。同时也就留下了亟待加速开发的光伏电力消费空间。 物质生产、物流交通电力需求强劲,光伏利用亟待提速 需要特别强调的是,除居民生活消费用电以外,我国的物质生产和物流交通领域,更存在 着极大的光伏电力的现实消费需求和未来预期。 对此,由于电力供求以往体制和习惯了的思维方式的原因:人们对光伏消费生产的考虑多 从自发自用或余电上网出发,几乎把电网当作了市场,对光伏的直流电特质和相关联的终极消 费领域,忽略了深入的认识和宣传。专家学者和社会大众的关注程度实际上是非常欠缺的,十 分需要补课。 物质生产用电约占我国电力消费的 80%左右。其中,可以直接以直流电应用于生产的以电 解铝为主的有色金属电解、电镀工业和以氯碱生产为主的电化工业,是消费的大户,约占总消 费的 20%左右。 据统计,我国发展势头多年不减的电解铝的产量目前约占世界总量的 30%以上,其用电量 已占我国电力产量的 5 %以上。目前,电解铝的电耗来源基本上都是燃煤发电,直接应用光伏 15


产业观察

电源的尚未耳闻。而且就发展趋势而言,电解铝正面临着向西南资源丰富和日照长土地广地区, 进行产业结构调整的西部开发机遇。 可是,就目前已经建成的项目和在建和预期的项目来看,尚未有直接使用光伏于生产的项 目,大多数的项目设计基本上是沿袭的利用燃煤电力、扩建燃煤电厂的老路。于是,现实中的 铝业调整似乎尚未体现出现代的能源利用意识。 氯碱工业的发展虽不及铝业,但其用电消耗也十分可观。该产业的用电总耗几占我国化学 工业的一半,也是我国电力消费的大户。其对光伏电力的应用,无论是海盐电化和盐湖电化, 东部有沿海滩涂海域阳光利用之便,西部有盐湖戈壁日照资源丰富之利,将光伏开发和氯碱工 业的产业调整和升级改造对接起来,可以兼得电化和光伏两个产业植根于洁净直流电电源利用 的共生共荣,是顺理成章的。 可是,我国已建光伏项目在这方面的成功对接和深入研发、利用,当前并不尽人意,显然 远远落后于经济社会发展对电力文明消费生产的需要。 至于物流交通领域,其对电力消耗的需求更是与日俱增,势头强劲。 且不说,我国的铁路运输基本上使用的是电力机车,整个系统是建立在电力化系统之上的。 而且随着高速铁路建设的加快、拓展,铁路无疑要成为电力需求增长最快的产业之一。汽车公 路交通就更不必说了,以电力清洁能源为动力,已经在加速实施之中。电动汽车的应用和推广 已成为许多地区城市的近期和长远发展目标。 但是,这个基本上可以直接使用直流电的巨大电力消耗领域,目前,对光伏直流电力的使 用状态,至今连小型的试点都十分鲜见,离真正的起步还距离甚远。应该说,仍沿袭着固有的 电力生产供给模式,采用的是以煤炭石化能源为生产主体的由电网输送的交流电变压变频的路 线。 在这方面,光伏有着低成本进入和合理改变能源结构的极大空间。目前,有些地区试点的 汽车太阳能充电站以及国外已经运行成功的光伏太阳能铁路路段,可以作为前车之鉴。 当然,正在兴起的光伏电力在农业生产方面的利用,我国的发展空间更大。 我国的农业生产电力,随着机械化、现代化和农业深加工的产业化,需求的增长将会出现 巨大的新跨度。 然而,就目前的状态而言,光伏电力的使用,仅仅在电力排灌、生产照明、温室调节等方 面刚刚起步,将其作为农业机械充电和荒漠改造水源淡化的能源,还基本停留在实验和探索阶 段。在这方面,农业的光伏电力消费的需求预期也不容忽视。 人对经济社会现象的认识是不断发展和深化的。看待光伏产业,我们只有重视认识的不断 深化,才能保证在新形势复杂状况下的正确分析和判断,找到实现预期目标的切实途径和确切 方向。

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产业观察

光伏的文明消费理性发展,要认真克难,把握机遇 根据前述分析,在当前光伏新政贯彻中百事待举,光伏市场与产业呈现蓬勃转机的时刻, 要保持热情高涨中极易忽略理性的警惕,及时弥补认识的不足,修正措施乏力造成的偏差,两 个光伏发展中低成本拓展文明电力消费的应予重视的问题,已经不可回避。这两个问题是: 一:发展光伏分布式电站被足够地认识了吗? 当前,为什么新政的分布式光伏目标落实起来那么难?为什么分布式电站利用的最经济资 源:屋顶资源,特别是最为重要的民居屋顶资源的利用,迈步却是最为艰难?为什么,在发展 分布式电站的问题上,不少地区总是把对它的视线转移到对土地和其他资源的关注上,感兴趣 的只是地面电站建设和能够轻易取得更多的附加利益? 究其原因,表面看来:资金、贷款问题、建筑产权问题、开发分散及电网调节问题一大堆。 可是,这一大堆问题的难以解决,根子在哪里?是不是认真解决了?是不愿认真面对,敷衍塞 责;还是避重就轻,虚应事故? 在这些发展分布式光伏根本性的问题上,决策的认真必须由贯彻和落实的认真来保证。否 则,良好的市场环境和发展环境很难真正形成、持久形成。 二,在大型光伏电站建设趋热的形势下,对光伏与关联产业的链接与协调发展,是否措 施滞后? 现今比较热门的规模型的光伏电站,已建的和在建的,其电力除了已被和等待被电网收购 和外输使用的以外,有多少是直接以最经济方式、由可利用直流电源的相关产业自发自用的? 为什么光伏产业与关联产业的产业链接那么难?以致这些关联产业不像对煤炭能源那样, 对光伏也产生应有的建厂投资冲动或直接利用热情? 分析起来:有技术是否成熟、体制难以理顺、装备无从配套、联动难以协调等等原因。但 是,这诸多的原因,难道是根本不具备克服的基础、环境和条件呢?还是缺乏进一步去面对去 解决的勇气信心和韧性? 总之,对这些原因,处置的水平,解决的力度,决定了光伏产业的重要的市场根基是否牢 固,以及其在社会经济发展中能否取得真正的应有地位。 这两个问题,说穿了就是一个本质:光伏产业市场和发展,就目前的起步而言,解决好建 筑屋顶资源的利用迫在眉睫;从根基和长远考虑,做好光伏与关联产业的对接已不容迟缓。 新政的政策措施要看准用好,全面改革的发力要求实谋远。正在崛起的光伏产业如若真正 复兴,就不能不从现在起,在有效利用现有的物质条件、科技成果、发展积累的基础上,在全 面推进电力文明消费上,把握住这两个对光伏产业的生存和前景都十分重要的市场契机和发展 机遇。

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技术前沿

MWT 背接触晶体硅光伏技术概述 路忠林,李质磊,盛雯婷,张凤鸣 南京日托光伏科技有限公司 摘要:为进一步大幅提高晶体硅太阳能电池和组件的性能,电池结构和封装方式的创新必 不可少,而 MWT 背接触技术是其中最有代表性的一种适合产业化的创新技术。本文概述了 MWT 背接触技术的发展历程和最新进展,阐述了其关键技术、工艺难点和技术优势,进一步展望其 在不久的将来可能会逐步替代常规技术,成为未来产业化的发展方向。 关键词:MWT 背接触 晶硅太阳能电池 封装方式 导电背板 高效组件 1 引言 目前主流的晶体硅太阳能电池和组件技术早在上个世纪 90 年代已经基本成熟,性能和转 化效率的提高主要依赖于材料的改进和工艺细节的优化,进一步提高的空间已经越来越窄。电 池和组件结构的重大创新被越来越多的光伏研究机构和企业所关注,背面钝化(PERC)电池、 异质结(HIT)电池和背接触式电池等新型结构的电池被认为是最有发展前景的几种技术[1-3], 并逐步从实验室走向量产线。目前晶体硅电池产品量产的转化效率记录一直被美国 Sunpower 公司的全背接触式(IBC)电池所保持,其电池和组件的量产转化效率分别达到 22%和 20%以上, 但其生产工艺过于复杂,生产成本较常规产品高出 50%以上,所以只适合应用在一些面积有限 的高端项目上。低成本的金属缠绕(MWT)背接触技术和发射极穿透(EWT)被越来越多的人所 关注,其中 MWT 背接触技术发展更快,已经实现从实验室阶段向产线进行过渡,极具发展前景。 荷兰国家能源研究中心(ECN)、德国夫琅禾费太阳能研究所(FISE)及众多光伏企业都 对 MWT 背接触技术进行了研究和开发,其技术路线和实现方法均有所差异,本文就其中主要的 技术路线、实现方法和发展现状做出系统的介绍。 2 MWT 背接触电池技术 如图 1 所示,MWT 背接触电池技术是采用激光打孔、背面布线的技术消除了正面电极的主 栅线,正面电极细栅线搜集的电流通过孔洞中的银浆引到背面,这样电池的正负电极点都分布 在电池片的背面,有效减少了正面栅线的遮光,提高了转化效率,同时降低了银浆的耗量和金 属电极-发射极界面的少子复合损失。

图 1 P 型硅 MWT 电池结构示意图 19


技术前沿

可以看出,和常规的 H 型电池相比,MWT 电池在设计段给出了很多的灵活性,包括激光开 孔的布局和数量、正面栅线和图形设计和背面电极点的分布等等。其中最有代表性的两种基本 结构分别是德国 FISE 提出的一种较简单的仿 H 型布局[4]和荷兰 ECN 提出的星形布局[5],如 图 2 所示:

图 2(a) ISE 提出的仿 H 型常规布局

(b) ECN 提出的星形布局

图 2(a)所示的布局实际上和常规 H 电池的布局看起来很相近,正面电极看起来仍然有三 根较细的主栅线(宽度只有常规电池主栅线的 10%),实际上每三根细栅线都连接到所谓主栅 线的中心处,通过中心处的孔洞银浆和背面的主栅线连接,实际上也就是把正面的主栅线移到 了背面。这种设计看起来较为简单,正面细栅线图形基本沿用了常规 H 型电池的图案,但为了 减少细的主栅线的电阻损耗,每根主栅线上都需要 10~20 个孔洞,总的激光打孔数量在 30~60 个,过多的孔洞数量会增加打孔的时间,同时可能会对硅片产生损伤。图 2(b)是荷兰 ECN 提 出的新型布局,每片硅片采用 4×4 共 16 个单元的重复单元对称布局,每个重复单元的细栅线 都汇聚到单元中心的孔洞,进一步连接到背面的银电极点,这种布局美观大方,只需要 16 个 分布均匀的孔洞,在产业界已经被 Solland、阿特斯和天威新能源等几家企业所采用。 在 MWT 电池制造方面,目前也有不同的方法和步骤,但一般都会增加激光打孔和孔洞保护 等步骤,低功率、短波长的激光器打孔的质量最好,热损伤也很小,但速度慢、成本高,并不 适合规模化的生产;高功率,长波长的激光器打孔速度最快,但热损伤大,容易产生隐裂。如 何选择最佳的激光器的功率、波长和脉宽等参数是做好 MWT 电池的第一步。除了激光打孔这个 额外的步骤,实际上 MWT 电池和常规电池的工艺流程较为接近,当然在细节方面还是有所差异, 图 3 是德国 ISE 研究所提出的一个 p 型硅 MWT 电池基本工艺流程[5]。

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技术前沿

激光开孔 清洗制绒 P 扩散、发射极制备 SiNx 减反膜蒸镀 孔洞浆料填充、背面电极点印刷 正面栅线印刷、背面 Al 浆印刷 烘干、烧结 激光划线隔离 图 3 p 型硅 MWT 电池基本工艺流程图 图 3 所示的 MWT 电池工艺流程,和常规电池相比,在清洗制绒前增加了一道激光打孔工 艺,此外还采用了双面扩散和激光划线隔离的方式,这种工艺曾经在常规电池里面使用,但后 来逐渐被单面扩散和湿法刻蚀技术所取代了。当然 MWT 电池也同样可以采用改进后的工艺技 术,需要注意的是孔洞里面发射极的保护,避免可能的漏电效应,影响其可靠性。此外,因为 MWT 电池的正负电极都位于电池片的背表面,电性能的测试夹具需要特制。经过工艺优化后的 MWT 电池效率较常规电池高 0.3%~0.5%,目前阿特斯、天威新能源、晶澳和南京日托等公司都 宣称实现了量产。 3 MWT 背接触组件技术 相比较 MWT 电池制备技术,MWT 电池产品封装成组件的技术更为关键。常规的 H 型电池只 需要用涂锡铜带(焊带)和电池片主栅线焊接来串联相邻电池片,而 MWT 电池的正、负电极点 都在背面,且不在一条直线上,无法用一根焊带直线互联,一个比较简单的方法是在相邻电池 片之间增加一根汇流条,如图 4(a)所示:

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技术前沿

图4 条

(a) 焊带间增加汇流

(b) 相邻电池片选择 180 度后直线互联

但这种方法在生产上也较为麻烦,日本的夏普公司发明了图 4(b)这样的焊带直接互联方 式[6],关键点是电池片电极采用特殊的非对称布局,在串联成组件时,相邻的电池片沿中心 旋转 180 度后刚好可以实现正负极的直线互联。 其实从实际生产的角度,用传统的焊带焊接互联 MWT 电池并不十分合适,主要原因是 MWT 电池正负电极都在背面,单面焊接冷却后产生的应力会导致电池片弯曲弓片,容易破碎,而常 规电池双面对称焊接造成的应力可以彼此抵消。此外连通负极的焊带还要考虑和电池片背铝的 绝缘隔离问题。针对这个问题,ECN 等研究机构提出一种全新的 MWT 电池互联封装方式[7]: 基于导电背板的 MWT 电池封装技术,如图 5 所示。

图 5 基于金属箔背板的 MWT 电池封装结构示意图 22


技术前沿

和焊带焊接完全不一样的是,该互联封装方式是基于全新的金属箔电路设计,每片电池片 通过柔性的导电胶和金属箔电路互联从而自动形成完整的回路,这样工艺步骤非常简化:准备 好导电背板—印刷或者点胶—EVA 打孔铺设—MWT 电池片上料—上层 EVA 铺设—玻璃铺设—翻 转层压—打胶装框、装接线盒。和常规组件相比,省去了复杂的高温焊接过程,更容易实现自 动化和更高产能,降低电池片的破碎率,甚至可以封装超薄(最薄 90um)的电池片,这对以 后电池片成本的降低起到巨大的推动作用。从电性能来说,因为导电背板整块组件的背面,金 属箔截面积远大于细长形的焊带,串联电阻远远小于焊带连接,进一步结合导电背板上的金属 箔图形设计,使得工作电流均匀分布,只需要几十微米的铜膜或者铝膜即可实现极低的电池片 互联功率损失,组件功率封装损失较常规焊带技术降低了 2%~4%。此外,在组件户外工作时, 这层金属膜同时可起到增强散热的作用,实际工作温度较常规产品低 3~5ºC,额外可多发 2% 的电量。这种新型的封装技术已经逐步成熟,关键设备和关键材料也开始市场化,目前荷兰 ECN 和南京日托都宣称可向其他企业提供全套工艺技术转让和相关专利授权,南京日托同时可 供应低成本铝基导电背板这种关键材料。 4 MWT 背接触技术最新进展 在过去的几年,MWT 背接触技术发展很快,多晶 MWT 电池平均效率达到 18.2%~18.5%,单 晶 MWT 电池平均效率也在 20%左右,而且 MWT 技术还几乎可以融合目前可能的其他产业化新技 术,包括 PERC、N 型和黑硅技术等,叠加起来的效果甚至要好于单个技术增益的相加。目前很 多国际国内光伏厂商都对 MWT 背接触技术给与了重点关注和浓厚兴趣,阿特斯、天威新能源和 英利等大型光伏企业都先后和荷兰 ECN 合作,其中阿特斯和天威新能源已经宣布实现了一定规 模的量产,英利也在展会上展示了其 N 型高效 MWT 电池组件的样品。在 2014 年上海光伏会展 中,新成立的南京日托光伏科技有限公司首次亮相并展示了其自主知识产权的 5×5 新型 MWT 电池设计,60 片电池的单、多晶 MWT 组件主流功率分别达到 300W 和 270W 以上,对应的组件 转化效率更高达 18.9%和 17%,同时外观十分精美,引起市场广泛关注。其超高功率的单晶组 件主要是使用了结合 PERC 技术的 MWT 电池(电池转化效率 21%),更有意思的是其进一步展 示了使用超薄单晶硅片(130um)的高效 MWT 电池组件,组件每瓦的生产成本因此降低了 0.4 元/瓦,这将有可能改变目前市场上单、多晶电池的市场格局,同时对常规产品形成了替代性 的优势。 5 结语 在光伏行业产能过剩和恶性竞争造成行业低谷的今天,只有通过真正的技术创新,大幅提 高行业技术门槛,才能真正淘汰目前的过剩落后产能,也阻止了外来投机资金的蜂拥而入,这 样才有利于光伏行业的快速复苏和长期健康发展。结合低成本的超薄硅片和 PERC 等先进技术, 新一代的 MWT 背接触技术具有高效和低成本的双重优势,极具发展潜力,其大规模的应用和发 展将有可能改变目前整个光伏市场的格局,为光伏行业的进一步发展和降低光伏发电成本做出 贡献! 参考文献 [1] Armin G. Aberle. Surface passivation of crystalline silicon solar cells: A review. Prog. Photovolt: Res. Appl. ,2000(8):473-487. [2] H. Sakata, Y. Tsunomura, H. Inouc, et al. R&D progress of next-generation very thin HIT solar cells, 25th European Photovoltaic Solar Energy Conference and 23


技术前沿

Exhibition, 2010:1102-1105. [3] G. Bunea, D. Kim, N. Boitnott, Setting new standards in c-Si module efficiency and reliability: SunPower's roadmap to 21% efficiency production modules, 27th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 2012:3205-3208. [4] Florian Clement, Michael Menkoe, Tim Kubera, et al. Industrially feasible multi-crystalline metal wrap through (MWT) silicon solar cells exceeding 16% efficiency, Solar Energy Materials & Solar Cells, 2009(93):1051-1055. [5] I.G. Romijn, A.A. Mewe, M.W.P.E. Lamers, et al. An overview of MWT cells and evolution to the ASPIRE concept: A new intergrated mc-Si cell and module design for high-efficiencies, 23rd European Photovoltaic Solar Energy Conference, 2008:1000-1005. [6] Akiko Tsunemi, Satoshi Okamoto, Photoelectric conversion element assembly and photoelectric conversion module, United States Patent, 2008: US8093675B2 [7] A.A. Mewe, M.W.P.E. Lamers, I.J. Bennett, et al. Reaching 16.4% module efficiency with back-contacted mc-Si solar cells, 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 2009:946-949. 作者介绍 路忠林,男,博士,2010 年 03 月至 2013 年 03 月任天威新能源研发中心主任助理兼项目 部经理,2014 年江苏省双创博士,2012 年成都市高层次创新创业人才。2008.7– 2009.10 台 湾成功大学物理系、创新卓越研究中心研究专家;2007.5 – 2008.7 东南大学物理系讲师, 2007 南京大学物理系博生毕业;先后参与了处于光伏行业领先地位的创新性技术,如背接触 电池及组件技术的研究开发和产业化工作,发表高水平 SCI 论文 30 多篇,申请专利 52 项。 李质磊,男,硕士,2009 年 08 月至 2013 年 03 月任天威新能源研发中心电池技术部经理, 2007 年 7 月哈尔滨工业大学材料学硕士,2007 年至 2009 在中电电气(南京)光伏有限公司先 后担任工艺改进工程师及工艺主管。 盛雯婷,女,博士,2012 年 06 月至 2013 年 03 月任天威新能源总经理助理兼生产总监, 2011 年成都市高层次创新创业人才。2009 年 8 月至 2012 年 5 月任天威新能源电池公司总经理, 2007 年 10 月至 2009 年 7 月任南京中电光伏技术中心副主任,2006 年 1 月至 2007 年 10 月任 南京中电光伏副总经理助理, 2006 年南京大学物理博士,2004 美国特拉华大学物理与天文学 系访问学者。具有在光伏太阳能行业工艺技术﹑项目管理和生产营运和市场营销等综合能力, 具有良好的带领团队的管理能力及经验。 千人计划特聘教授张凤鸣博士 张博士在过去近 20 年中,一直从事光伏太阳能技术的研究开发、大规模生产的技术及制 造管理等方面的工作,在光伏太阳能的基础研究、技术开发、大型项目管理、以及大规模工业 化生产和商业运作,包括在美国 NASDAQ 上市等方面均有着长期和丰富的经验。先后参与了无 锡尚德、中电光伏、天威新能源等大型光伏新能源企业的创建和运营。2005 年入选“教育部 新世纪人才计划”。多次主持国家自然科学基金和“973”、“863”重大项目研究课题工作。 2008 年被南京市人民政府授予“留学归国创新创业十大领军人才”荣誉称号。2010 年获澳中 校友“杰出研究与创新奖”。2011 年入选中央组织部“千人计划”特聘专家。2012 年获中国 兵器装备集团公司“杰出科技创新人才”奖。

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技术前沿

铝背钝化的太阳能电池 王 惠 杨伟强 译 晶澳太阳能有限公司 本文研究的是在丝网印刷中铝背场中硅的横向拓展,在合适的工业温度范围内,铝层的增 长速度为(1.50±0.06)μm/℃。这样的话,硅片中铝扩散的最大极限速度就可以预测,而且 不被接触面积的大小限制只会受温度的影响。所以,背场的形状不仅影响了串联电阻的损失, 而且会影响硅铝接触形成的过程,另外,快速冷却会导致柯肯特尔空洞而不是产生共晶层。 太阳能电池的背钝化技术有效地提高了电池的效率,但是在丝网印刷中对铝粉浆和硅之间 的接触的优化所起的作用是微不足道的,而且需要更深地理解金属半导体之间的接触效应。事 实上,当串联电阻减少时,接触面积和指间距的配合是一个至关重要的问题。另一方面,用高 质量 P+掺杂层[背场(BSF)]的形成来提高电池的性能一直很具有挑战性。最近,接触开缝中 铝的高重叠对于生成良好的 BSF 和使接触电阻的最小化是至关重要的,从而背场的设计能够影 响串阻的损失和接触形成的过程。本文中,研究的以液体铝和硅之间的相互扩散为基础得到最 优最小的背场接触间距。这些结果已经应用在丝网印刷的背面接触式和背面钝化硅的太阳能电 池上。 图 1(a)所示的是背面钝化硅和背面接触式的太阳能电池的横截面。3 个变量用来描述背 面结构——接触开缝的宽度(LCO),d1;铝层中扩散硅的最大传播极限,d2;接触面积,LP, 所以,(d2-d1)/2 代表了在 LCO 的一侧(远离接触面积)的铝中的硅的传播。如图所示,在 图 1(a)的截面模型中,LCO,d1 限制了硅和铝的接触面积,电池背面全部覆盖着铝,LCO 在 结构的背面,而 BSF 在 LCO 中形成,这是铝硅的相互扩散。图 1(b)的显微镜图片所示的是 和图 1(a)相同背面结构的太阳能电池背面的一部分,深灰色部分(在 d2 里)在铝层中是显 而易见的,但不代表 BSF 的形成,因为它们比 LCD(d2>d1)要宽,理解这种现象可以促进现在 研究的发展。

图 1 (a)背钝化太阳能电池。d1:LCO 的宽度。d2:铝中硅的传播极限。LP:接触间距。 A:BSF。B:共熔合金层。C:铝层。(b)存在深灰色线的太阳能电池的背面。

抛光的 Czochralski P 型硅片,电阻率为 1.5±0.5Ωcm,覆盖着用加强等离子体化学蒸 汽沉积的介质绝缘层。LCO(d1)可以用丝网印刷蚀刻膏来得到,其中包括的磷酸是一种有效 的介质场的腐蚀剂,介质的腐蚀是通过在 330℃的红外炉中加热硅片 4min。干刻蚀膏会在几秒 内在充满了用去离子水稀释的 0.2%的 KOH 的超声波清洗器中被清除。d1 的值可在 100-150μm 范围内,为 50μm 的差距(但真实值约比其大 20μm,这是由于刻蚀膏的扩散),丝网印刷后 多出的 20μm 的铝接触完全覆盖了背钝化和开缝。样品在烧结炉中烧结后会形成合金,3 个发 射峰值温度是:750℃、850℃和 950℃。深灰色可见区域的宽度值可以用光学显微镜测量。 25


技术前沿

铝层可以用扫面电子显微镜(SEM)和能量色散谱/能量色散 x 射线来表征(EDS/EDX)。如图 1(a)所示,三层(A,B,C)分别是:BSF(A:硅和 1%的铝合成);共晶层或铝硅合金(B: 铝和 12.6%的硅合成);和多孔铝 C。对于背钝化太阳能电池,可以从两方面重新定义铝层: (1)在共晶合金(大于铝和 12.6%的硅的合成)中的深灰色可见区域(在 d2 范围内);(2) 铝层的剩余部分是有铝粉浆的固体颗粒形成的。图 2 所示的是不同 LCO 宽度的 d1 关系图,其 中 y 轴是深灰色区域(硅在铝中的区间限制 d2)的光学测量,对应着烧结的峰值温度,LCO 是 500μm 时,标绘的误差线表示了在光学显微镜分析中的较小偏差。对不 3 个不同的 d1 值,图 线为线性拟合,而相同的关于烧结峰值温度的线性相关是值得人们注意的,其中斜率是 (3±0.12)μm/℃,这意味着 LCO 的增长速度是(1.50±0.06)μm/℃。此外,LCO 边界处 硅的横向扩散限制[d2-d1]/2 决定于以下参数:750℃时是(75±9),850℃时是(225±30), 950℃时是(375±90)。这些结果显示对于一定的烧结峰值温度,硅在铝中的扩散范围是不变 的,而且不受 LCO 宽度的影响,所以硅在铝中的最大的扩散范围是可以预测的。

硅在铝层中的传播极限(

) μm 烧结峰值温度(℃)

图 2 烧结峰值温度与铝层中硅的传播极限的关系图。

在 950℃烧结峰值温度时,用 EDX 对两个样品中铝硅合金进行行扫描。图 3 显示的是 SEM 显微图和 EDX 结果。样品在激光切割后,在以下条件下进行横截面的分析:加速电压 10KV, 检测电流 780PA,扫描速度 5.4μs/pxl,电子束聚焦成直径 660nm,10μm 的行扫描宽度中 300s 记一次数。从 LCO 的中心 200μm 处可以测量出硅含量,虽然这种方法的结果会受铝层的结构 均质化所影响,但是可以发现铝中的硅浓度随着与 LCO 中心的距离的增加而减小,如图 3(b) 所示。

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技术前沿

图 3 SEM/EDX 分析图。(a)80μmLCO 时,形成的合金和 BSF。(b)(a)的 EDX 分析 和高斯拟合。(c)125μmLCO 时,形成的柯肯德尔空穴进而 BSF。(d)(c)的 EDX 分 析。(a)(c)中的点线表示的是 BSF 的界限;在(b)(d)中,这部分是用图线表示。

图 3(a)所示的是 d1 约为 80μm 时铝层下形成的共晶层。图 3(b)所示的是硅的浓度, 符合以 LCO 为基础的高斯拟合,左边和右边都减小到预计的扩散极限 375μm。从高斯拟合来 看,最大浓度代表了 27 个计数,而扩散极值处(d2-d1)/2 的浓度大约代表了 3 个计数。在硅 的扩散区间(距离 LCO375μm)中,对于高烧结峰值温度 950℃,C[(d2-d1)/2]/C0=11.11%的 硅浓度一直呈现在铝层中,BSF 同样是在这样的接触下形成,深达 8μm。 图 3(c)所示的是在这样的接触下没有形成共晶层而是形成了空穴。这种情况下,铝被储 存在一个宽广的接触开缝(d1 约为 125μm)而且在高烧结峰值温度下烧结(迅速冷却)。通 常在这种样品的 LCO 中会存在空穴,这是由于冷却时时间太短。图 3(d)所示的是存在空穴 的样品中铝层中的硅成分,描述了在接触开缝的中心和距离接触开缝中心大于 150μm 的两个 极大值处更高浓度形成的不规则形式。这种现象可以由硅和铝之间的接触形成的以下模型解 释。 硅-铝层的形成从铝的熔化开始。液体铝浸润电介质的开缝的硅表面,然后硅在铝层中溶 解,硅中铝渗透的深度是关于温度和铝球直径的函数。在烧结峰值温度为 950℃时,渗透深度 是 20μm,如图 3(a)和图 3(c)所示。因为硅在铝中的溶解度比铝在硅中的溶解度要高, 所以硅原子在铝中扩散的体积比铝原子在硅中的大。如果烧结峰值温度太高,扩散会加快,而 且硅在铝层中扩散的会更深。界面处,首先铝直接和大部分硅接触,并处于饱和状态,然后硅 扩散过程从大量的液体铝质量的横向界面的边界(没有饱和的硅)开始,几秒过后,在距离接 触面大于 370μm 的铝层中可以发现大量的硅原子。P 型硅(BSF)在渗透时大量铝原子的出现 直接变换了邻近表面,一旦烧结峰值温度达到最大值,液体溶解就会达到饱和。 当接触面积太大时,更多的存在铝粒子的硅表面相互作用,位于界面中间部分的熔融物会 迅速饱和。此外,在很高的烧结峰值温度(迅速冷却)下,合金化过程中熔融物可能会产生高 弹性应力场。柯肯德尔效应解释了两种原子扩散的比率是不同的,硅铝相互扩散产生的空穴可 能在熔融中合并,柯肯德尔空穴的产生和集合代替了共熔合金。 通过冷却样品,液相中硅的成分不得不随着双液曲线减少。但是由于空穴的存在只有 LCO 27


技术前沿

的边界仍然与铝层直接相关,到达共熔温度时,远离接触面的位置没有更多分离的硅,全部保 持液体凝固状态,在铝中就会存在高浓度的硅[如图 3(d)所示]。如果铝和硅的反应只在 d2 中发生,那么深灰色区域就会被限制,在铝中硅的传播会达到扩散极限,所以由于扩散的菲克 定律,很明显会随着与界面中心的距离呈指数递减。 因为在液态铝中硅的扩散,大量的铝会在电介质开缝的一边重叠,起到一个优化的金属半 导体作用。由于接触电阻的减少和 BSF 的均质化,铝很明显在狭窄的电介质开缝中重叠。我们 认为分散的硅的最大的传播极限(d2)决定了铝金属化的最小宽度,条件是有最好的接触和全 部是 BSF 构造,所以 d2 决定铝的层叠。同样,指间距也由丝网印刷铝层(LP≥d2)中硅的传播 极限决定。铝层叠的另一个应用可能应用在相互交叉的背接触的 n 型硅太阳能电池中,可得到 高质量的丝网印刷的铝合金发射极。 总之,本文的研究在丝网印刷中对铝粉浆和硅接触有了更深的理解。在丝网印刷中,当烧 结的峰值温度在 750℃-950℃范围内,铝层中硅的传播的增长速度为(1.50±0.06)μm/℃。 电介质的一边上,硅的横向传播极限不受接触面积大小的影响,但是会受到烧结温度的影响。 当烧结温度为 750℃、850℃和 950℃时,硅的横向传播极限预计分别是 75μm、225μm 和 375μm。所以,铝接触的宽度可能由铝层中扩散硅的最大传播极限决定。本文认为触点间距应 该等于或大于铝中扩散硅的最大传播极限,此外柯肯德尔效应可以解释铝接触中空穴的产生。 这些结果可以应用于工业上优化高效丝网印刷背接触太阳能电池和背钝化太阳能电池。 参考文献 [1]D.Niinobe,H.Morikawa,S.Hiza,T.Sato,S.Matsuno,H.Fujioka,T.Katsura,T.Okamoto, S.Hamamoto,T.Ishihara,and S.Arimoto,Sol.Energy Mater.Sol.Cells 95,49(2011). [2]D.Y.Lee,H.H.Lee,J.Y.Ahn,H.J.Park,J.H.Kim,H.J.Kwon,andJ.W.Jeong,Sol.Energy Mater.Sol.Cells 95,26(2011). [3]M.Hofmann,S.Janz,C.Schmidt,S.Kambor,D.Suwito,N.Kohn,J.Rentsch,R.Preu,and S.W.Glunz,Sol.Energy Mater.Sol.Cells 93,1074(2009). [4]S.M.Yang and J.Pl,Solid-State Electron.53,925(2009). [5]H.Plagwitz and R.Brendel,Prog.Photovoltaics 14,1(2006). [6]J.Muller,K.Bothe,S.Gatz,F.Haase,C.Mader,and R.Brendel,J.Appl.Phys.108,124513(2010). [7]A.Uruena,J.l.hernandez,J.John,J.Poortmans,and R.Mertens,Proceedings of 25th EUPVSEC,Hamburg,Germany,2010,pp,2562-2564. [8]F.S.Grasso,L.Gautero,J.Rentsch,R.Preu,and R.Lanzafame,Proceedings of 25th EUPVSEC,Hamburg,Germany,2010,pp,371-374. [9]J.Krause,R.Woehl,and D.Biro,Proceedings of 25th EUPVSEC,Hamburg,Germany,2010,pp,1899-1904. [10]E.Urrejola,K.Peter,H.Plagwitz,and G.Schubert,J.Appl.Phys.107,124516(2010). [11]W.van Gelder and V.E.Hauser,J.Electrochem.Soc.114,869(1967). [12]V.A.Popovich,M.Janssen,I,M.Richardson,T.van Amstel,and I.J.Bennett,Sol.Energy Mater.Sol.Cells 95,93(2011). [13]P.G.Shewmon,Diffusion in Solids(McGraw-Hill,New York,1963),pp.9-14. [14]V.D.Kurochkin,L.P.Kravchenko,L.N.Kuzmenko,and L.A.Tsurpal,Powder Merail.Met.Ceram.44,191(2005). 28


技术前沿

[15]A.Paccagnella,G.Ottaciani,P.Fabri,G.Ferla,and G.Queirolo,Thin Solid Films 128,217(1985). [16]J.O.McCaldin,Appl.Phys.Lett.19,524(1971). [17]T.Lauermann,T.Luder,S.Scholz,B.Rssbe,G.Hahn,and B.Terheiden,Proceedings of 35th IEEE PVSC,Hawaii,USA,2010,P.000028. [18]A.Paul,Ph.D.thesis,Technische Universiteit Eindhoven,2004. [19]E.O.Kirkendall,Trans.AIME 147,104(1942). [20]S.I.Fujikawa,K.I.Hirano,and Y.Fukushima,Metall.Trans.A 9,1811(1978). [21]T.Chung,J.Electrochem.Soc.109,229(1962). [22]J.L.Murray and A.J.McAlister,J.Phase Equilib.5,74(1984).

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答疑解惑

电站自 2011 年运行至今 组件表面出现花纹 网友提问:电站自 11 年运行至今,出现这种情况,没搞明白!还请各位师傅给予指点!

网友解答:与 EVA 胶膜的关系较大。EVA 胶膜配方中包含交联剂,抗氧剂,偶联剂等助剂,其 中交联剂一般采用过氧化物来引发 EVA 树脂的交联,由于过氧化物属于活性较高的引发剂,如 果在经过层压后交联剂还有较多残留的话,将会对蜗牛纹的产生有引发和加速作用。EVA 胶膜 使用助剂都有纯度的指标,一般来说纯度要求要在 99.5%以上。助剂中的杂质主要是合成中的 副产物以及合成中的助剂残留,以小分子状态存在,沸点较高,无法通过层压抽真空的方法从 体系中排除,所以助剂如果纯度不高,那么这些杂质也将会影响 EVA 胶膜的稳定性,可能会造 成蜗牛纹的出现。

求助大神帮忙分析下效率差异原因 网友提问:镀膜之前同一产线下来的同样批次的 A 片片源,分开两条不同的印刷线进行生产, 结果效率差异相差 0.1%,主要的参数如下图,请问存在哪些方面的原因。印刷的烘干及烧结 温度调节的基本一致,总是反应出有一条印刷线的电流较低,串联稍高。烧结做调整也变化不 大,请各位大神提供意见。

网友解答:使用交叉对比实验方法从后往前排查,先排查两线测试标准是否一致,然后看烧结、 印刷……

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价格监测

3 月光伏市场行情综述 多晶硅价格继续下调  根据 Solarzoom 行情中心数据,3 月份,硅料国内市场价格波动较大。现国内市场上 一级料主流价格为 135 元/公斤,二级料主流价格为 130 元/公斤。而进口料方面随着国 内需求的萎缩,价格也继续下跌。  由于过年期间,料厂基本保持正常生产,但受物流影响基本不出货,因此 3 月刚开始, 国内硅料厂家仍以出春节期间的硅料库存为主;主要以一级料搭配菜花料出货,纯粹的 一级料成交寥寥无几。  市场需求缺乏活力,国内需求有限,加上进口料价格的下跌,国内料厂为保证正常出货, 不得不继续下调出厂价格。  库存方面,市场消耗进度缓慢,库存增加,再加上进口料的竞争,以及下游采购积极性 不高的原因,国产料价格更难以支撑,不断下跌。

 料厂反馈需求和上月相比有一定的提升,国内市场项目陆续启动,需求还是有小幅支撑 但是下游基本按需适当补充硅料库存,并不贪多采购,而且看空气氛浓重,心态得不到支 撑。  短期内预计 4 月份整体变化仍维持弱势波动,5 月份之后行情会有所好转。

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价格监测

硅片价格小幅波动 根据 Solarzoom 行情中心数据,3 月份,硅片市场行情小幅波动,单晶硅片方面年后 继续下滑,报价混乱 7.3-7.8 元/片市场都有报价。多晶 156 一线厂商月价格目前报价 6.25 元/片,二线 5.75 元/片。 订单方面,订单基本为年前所接,年后虽有订单在谈,但由于下游电站项目需求启动 缓慢,且上游硅料价格仍有继续下调的迹象,所以新订单迟迟难以敲定。 库存方面:目前硅片库存水平维持低位,但整体偏弱的下游需求无法抵挡硅片现货价 格的继续走弱,短期内硅片价格处于弱势整理。 硅片厂商心态方面:多表示不敢轻举妄动,只有静观其变,维持正常运行为首要目标。

 高效硅片主流成交不高于 6 元/片,且厂家表示有一定的可谈空间;此外目前市场付款 条件较差,不少订单都要至少一个月的账期;下游因为资金匮乏拿货不积极,硅片厂家 未免财物两空,宁愿压货不出。  临近月底,硅片企业中型以上产能基本均有满产,订单较饱和,其中地面电站需求带动 的订单占大部分,由于地面电站发货期较长,订单体量较大,所以价格仍处于低位徘徊。

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价格监测

电池片价格小幅松动 根据 Solarzoom 行情中心数据,3 月份,电池片价格小幅松动,整体市场需求启动缓 慢。多晶 156 电池片一线厂商目前市场价 2.28 元/w ,二线厂商 2.1 元/W。单晶 156 电池片一线市场价格 2.7 元/w。 订单方面:节后第一周正常开工的一线电池片企业,基本订单较满,产能与订单匹配 度较高,订单主要是以自己配套的下游电站项目配套生产,另外也有给一线综合性的 大厂做代工。目前一线企业订单基本均可以维持在本月月底,而二三线企业电池片订 单仍维持稳中趋弱。 国内大型电池片厂商(产能上 G)以自用为主,很少出单,而出货企业反馈基本也是 以代工订单为主,且条件相对较为苛刻,而代工的订单也不能维持长久。 市场上高效电池片库存有小幅增加,销路不畅;而低效片由于量小,故相对较为紧俏。

上游硅料硅片价格不断创近期新低,电池片价格也难以支撑,且目前市场价格

较为混乱,电池片大厂成交基本在 2.2 元/w,而中小电池片厂家为促成交易,价格可谈 空间较大。 

整体电池片需求并没有太多好转,传导至电池片销售情况也一般,中型电池片

产能企业已无心恋战,寄托于找长期合作的企业提供电池片代工。厂家多持观望态度, 市场价格暂时维稳。

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价格监测

组件价格小幅波动,弱稳为主 根据 Solarzoom 行情中心数据,3 月国内市场窄幅波动,组件市场价格弱稳。单晶企 业价格无明显变化;多晶 156 一线企业月末价格 4.14 元/w,比上月末下滑 0.96%。 节后一线组件企业基本开工正常,由于过年企业积压订单,年后已进入正常发货期, 二三线组件企业,也陆续开工。 受国内电站项目开工缓慢的影响,组件厂家纷纷下调出货价格。目前一线企业虽开工 情况较好,但是价格也难以维持住年前水平,下调幅度在 0.5-1 毛钱左右;二三线企业相 对幅度还要更大一些,且二三线企业开工率不高,不少企业也只有 50%左右。 部分中小组件厂依靠小组件订单维持,整体来说,组件厂商仍面临着订单不足,资金 不足的问题,整体市场还有缓和趋势。

 市场方面,组件出货不畅。低位抛售的组件普遍以多晶 255-250W 组件为主,高效组件 抛售不多。低价资源普遍没有认证和质保,虽然不能完全打压品牌组件,但是高位成交价 格很难,整体终端采购对组件价格看空情绪严重,采购时压价普遍。  虽然年后组件价格持续走低,随着终端项目停工的开始逐步恢复施工,需求陆续释放, 价格慢慢走稳。另外中小组件厂积极布局终端电站,个别产能中小型企业开始筹备成立 EPC 子公司,布局国内终端分布式市场。  今年电站项目还挺多,而且各路资金都进光伏行业了,预计市场整体不会太差。

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