盡管TOPCon和HJT電池技術(shù)被普遍認(rèn)為是PERC之后的下一代光伏技術(shù),其光電效率比現(xiàn)在主流的PERC技術(shù)更高,但二者的銀漿用量相比PERC電池技術(shù)都有50%以上的增長(zhǎng),HJT則更高。
不過(guò),從Fraunhofer ISE再次傳來(lái)令人振奮的消息,其最新的雙面 TOPCon 太陽(yáng)能電池的峰值效率達(dá)到了24%,而銀的使用量則降低了90%以上。
2020年N型TOPCon電池正面使用的銀鋁漿(95%銀)消耗量約為87.1mg/片,背銀消耗量約為77mg/片;N型HJT電池雙面低溫銀漿消耗量約為223.3Mg/片。盡管研究人員認(rèn)為技術(shù)工藝的不斷成熟能讓銀漿耗量將逐步減少,但總體銀漿耗量仍遠(yuǎn)高于主流PERC技術(shù)。
在工業(yè)上升級(jí) TOPCon 太陽(yáng)能電池概念的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)是太陽(yáng)能電池的金屬接觸,特別是 TOPCon 側(cè)的金屬化顯示具有挑戰(zhàn)性,因?yàn)椴荒軗p壞隧道氧化物,需要保證其作為載流子選擇性接觸的全部功能。
一般情況下太陽(yáng)能電池的正面和背面分別采用 Ag/Al 絲網(wǎng)印刷,但這種傳統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展不足以克服這些限制,特別是對(duì)于兩側(cè)都有銀觸點(diǎn)的太陽(yáng)能電池設(shè)計(jì)。Fraunhofer ISE 的研究人員發(fā)現(xiàn),Ni/Cu/Ag 觸點(diǎn)的電鍍是金屬化雙面 TOPCon 太陽(yáng)能電池的合適候選者。
Fraunhofer ISE最近發(fā)表的一篇文章介紹了全鍍層 TOPCon 太陽(yáng)能電池的模塊制造,其柵線和焊接母線的接觸粘附力可靠而充分。此外,使用銅作為主要導(dǎo)電成分可以顯著降低成本,與絲網(wǎng)印刷相比,成本優(yōu)勢(shì)達(dá)到45%。
電鍍是一種無(wú)鉛金屬化技術(shù),可實(shí)現(xiàn)窄接觸幾何形狀 (<25 μm) 和低接觸電阻率 ( ρ c ?< 1 mΩcm 2 )。TOPCon 背面首先通過(guò)執(zhí)行 HF 預(yù)處理進(jìn)行電鍍,該預(yù)處理旨在去除 LCO 內(nèi)的原生和激光誘導(dǎo)的氧化層。隨后,Ni (~0.5 μm)/Cu (5–10 μm) 疊層通過(guò)光誘導(dǎo)電鍍 (LIP) 22沉積,最后通過(guò) Ag (<0.5 μm) 浸鍍覆蓋。翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能電池,并通過(guò)正向偏置電鍍 (FBP) 執(zhí)行類似的工藝序列。根據(jù)氧化層的成分,HF 濃度從 1% 增加到 1.5% 可以將蝕刻速率提高三倍,最終處理的太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò) 1.5% 濃度的 HF 預(yù)處理 30 秒。
ISE 研究人員采用鎳/銅/銀觸點(diǎn)對(duì)電池進(jìn)行電鍍,通過(guò)將激光接觸開口的寬度減小到最大 5?m 以及其他因素,設(shè)法降低了工藝中銀的使用量。換句話說(shuō),絲網(wǎng)印刷的銀被三種材料的堆疊所取代,而采用電鍍工藝比采用銀絲網(wǎng)印刷工藝進(jìn)行金屬化后,電池效率提高 0.5%。
由于銅更容易獲得,“便宜約 100 倍”,并且電鍍銅緊湊而導(dǎo)電性高,該團(tuán)隊(duì)還在開發(fā)一種銅電鍍工藝,用于同樣有前途的硅異質(zhì)結(jié) (HJT) 太陽(yáng)能電池的金屬化。
TOPCon最新戰(zhàn)果:更少銀,更高效