阅读| 订阅
阅读| 订阅
太阳能工艺

激光技术在TOPCon电池中的应用

来源:91研报2024-01-12我要评论(0)

激光的应用:沿着功率曲线,寻找用武之地1)标准光照下,主要功能:光注入异质结电池在经过光照后,会出现效率提升的现象。可能的原因在于,通过升温 激活 SiNx 中的 H ...

激光的应用:沿着功率曲线,寻找用武之地

1)标准光照下,主要功能:光注入

异质结电池在经过光照后,会出现效率提升的现象。可能的原因在于,通过升温 激活 SiNx 中的 H 原子,通过光照控制 H 原子的价态,使 H 原子在发射极和基 底与复合中心结合,最终实现良好的钝化效果。在光源方面,可以选择激光或 LED。

2)激光功率 30W/mm2,主要功能:加热,应用领域:SE、硼扩

不管是硼扩还是磷扩,都会在硅基体表面形成硼硅玻璃/磷硅玻璃,然后以硼原 子或磷原子的形式向硅基体扩散。而扩散掺杂的本质是原子的热运动,因此利用激光的精准特性实现对硼硅玻璃/ 磷硅玻璃实现线性加热,从而实现 SE(选择性掺杂)的作用。在 PERC 时代,激光 SE 已成为产线标配。在 TOPCon 电池领域,由于硼在硅的 固溶度低于磷,掺杂难度更高,在推进时需求更高的能量,即采用功率更高的激 光器。但功率过高时,容易对绒面产生损伤。目前行业内激光硼扩 SE 已实现突破。2022 年 10 月,晶科能源 182N 型高效单 晶硅电池技术全面积电池转化效率达到 26.1%,效率的提升主要依靠界面缺陷 修复、高透多晶硅膜以及激光 SE 基础的超细金属电极等多项适用于大尺寸的先 进技术。我们认为,激光 SE 技术是 TOPCon 电池转换效率从 25.5%向 26%效 率平台迈进的关键技术。设备层面,主要有海目星、帝尔激光、英诺激光、杰普特、大族激光。

图片

3)激光功率 10kW/mm2,主要功能:融化和气化,应用领域:激光开槽、消融

激光开槽是 PERC 电池必需的工艺。为了实现载流子传输,需要对钝化膜 Al2O3 进行开槽,从而满足金属化需要。开槽后丝印铝浆,铝浆与硅基体接触处形成局 部铝背场(LBSF),一定程度上抵消了金属与硅基体接触带来的复合效应。激光开槽的图形经过改进,由最初连续线型图案改为不连续短线图案。有研究表 明,采用不连续短线作为开槽图案,当工艺控制虚实比为 1:2 时,电池输出性能最佳。

4)激光功率 1MW/mm2,主要功能:气化,应用领域:激光转印

激光通过透明膜,照射在事先固定在薄膜中的银浆上。其产生的热能使浆料和沟 槽之间的界面区域中的有机成分汽化,并在浆料/薄膜界面处形成高压蒸汽层。当在浆料/薄膜界面处建立足够的压力时,浆料会释放到基材表面上。

5)激光功率 10MW/mm2,主要功能:气化和电离,应用领域:电池片划片

随着半片工艺在电池片封装中的应用,激光划片(切割)得到推广。激光划片主 要分为有损划片和无损划片。有损激光切割:以激光烧蚀配合机械掰片,首先利用激光在电池的背面加工出一 条贯穿表面深度 40-60%的切割道,再采用机械法将电池片沿着切割道掰开;无损激光切割:为激光自动低温切割电池片,不存在切割区,通过温度差进行自 然裂片,无机械裂片环节,无激光加工的残留痕迹。

第一代无损划片采用冷却法。通过激光加热太阳能电池片后,再通过冷却喷头喷 水冷却,热应力使电池片自然裂开,实现电池片无损伤切割。最新一代的无损划片技术取消了冷却喷头,因此也叫无水无损划片。根据大族激 光披露的内容,主要利用超快激光短脉宽、高峰值功率特性,使材料在极短的时 间内达到预定的温度,并且利用脉冲激光高重频特性使热量在消散之前重新聚集,不断累积的能量形成合适的温度梯度场,进而产生热应力诱导裂纹形成和扩展, 在无需液体冷却的情况下实现电池片的应力切割。

6)激光功率 10GW/mm2,主要功能:升华和直接分解,应用领域:MWT 打孔、 玻璃打孔

当激光功率进一步增大,可以对被作用物体直接进行打孔,或切割。激光打孔在光伏领域的应用主要有两种情形:

1.MWT 电池。MWT(metalWrapThrough,金属穿孔卷绕)是一种将电池的 正负电极均制备在电池的背面(背接触,backcontact)的技术,采用激光打孔、 背面布线的技术消除了正面电极的主栅线,仅保留正面细栅线,其搜集的电流通 过孔洞中的银浆引到背面,使得电池的正负电极点都分布在电池片的背面。

2.光伏玻璃打孔。主要用于在双玻组件的背板玻璃上制备出线孔。由于激光打 孔具有良率、效率、成本方面的优势,逐步替代机械打孔成为主流路线。


转载请注明出处。

免责声明

① 凡本网未注明其他出处的作品,版权均属于hth官方 ,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。获本网授权使用作品的,应在授权范围内使 用,并注明"来源:hth官方 ”。违反上述声明者,本网将追究其相关责任。
② 凡本网注明其他来源的作品及图片,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本媒赞同其观点和对其真实性负责,版权归原作者所有,如有侵权请联系我们删除。
③ 任何单位或个人认为本网内容可能涉嫌侵犯其合法权益,请及时向本网提出书面权利通知,并提供身份证明、权属证明、具体链接(URL)及详细侵权情况证明。本网在收到上述法律文件后,将会依法尽快移除相关涉嫌侵权的内容。

网友点评
0 相关评论
精彩导读
Baidu
map