世纪新能源网-新能源行业媒体领跑者,聚焦光伏、储能、风电、氢能行业。
  • 微信客服微信客服
  • 微信公众号微信公众号

光伏行业年度大会:帝科DKEM®全面阐述激光增强烧结赋能“TOPCon”基高效电池金属化

   2024-03-19 帝科电子材料61470
核心提示:帝科DKEM®致力于通过金属化浆料创新,协同新型激光增强烧结工艺,引领"TOPCon"基高效电池迈向金属化新时代。

2023年12月14-15日,由中国光伏行业协会、宿迁市人民政府共同主办的“2023光伏行业年度大会” 在江苏宿迁骆马湖畔隆重召开。帝科股份DKEM® (300842.SZ)作为全球领先的光伏金属化浆料供应商受邀在“光伏供应链配套发展论坛”发表题为《迈向“TOPCon”基高效电池金属化新时代》的主题演讲。

传统高温烧结金属化

钝化与接触,矛与盾的平衡

回顾与展望光伏电池技术发展,钝化与接触演进是其中的核心命题。过往,高温烧结金属化需要银浆刻蚀打开钝化层以便形成欧姆接触。良好的金属化效果,需要不断优化浆料配方寻求矛与盾的精准平衡。

传统高温烧结金属化欧姆接触的导通机制中,银微晶直接导通占据主导地位,辅以不同类型隧穿式间接导通。从电化学角度,直接导通通道的构建需要烧结中溶于玻璃的Ag+获得足够多的电子还原形成银微晶。

n+/n-Poly掺磷表面富电子,有利于Ag+还原形成银微晶;而p+/p-Poly表面掺硼缺电子,不利于Ag+还原形成银微晶。

所以,PERT/TOPCon电池p+发射极金属化过往采取掺铝银浆思路,通过银铝尖刺形成栅线与发射极的直接连接导通以改善欧姆接触。但大尺寸银铝尖刺,以及非尖刺区域玻璃对于钝化层的过度损伤均造成了金属复合大幅上升。

激光增强烧结金属化

外部激光载流子注入,金属化迈向新时代

从2016年前后,学术界/产业界逐步开始探索外部高强度载流子注入以改善欧姆接触的新思路,包括了电载流子注入与激光载流子注入(LECO等)。从行业实践角度,激光载流子注入可以宏观统称为激光增强烧结工艺。该类技术可以进一步解构为三大效应:

电化学效应:激光载流子(电子)注入补偿表面电子缺失,促进Ag+还原为银微晶。- 热效应:在偏压引导下光生载流子形成局部高密度电流,生热促进局部Ag-Si互扩散,形成极低电阻的AgSix合金化接触。

- 尺寸效应:AgSix接触位点的尺寸调控。

帝科DKEM®认为,对于激光增强烧结(激光载流子注入)技术三类效应不同层级的激活和使用,将在n+/p+表面金属化中发挥不同层级的作用,包括基于“TOPCon = Tunnel Oxide Passivated Contacts”钝化接触结构的标准TOPCon电池、双面Poly TOPCon电池与TBC电池等。

激光增强烧结赋能“TOPCon”基高效电池金属化

p+发射极金属化:利用激光增强烧结原理,解耦钝化损伤与欧姆接触

基于对激光载流子注入技术原理的深入理解,帝科DKEM®创新开发了DK72E系列TOPCon电池p+发射极激光增强烧结专用导电浆料,实现了对钝化打开与欧姆接触的解耦,大幅提升了TOPCon电池的转换效率:

- 创新玻璃化学极大程度地减少钝化损伤,实现5-10mV的Uoc提升。- 利用激光增强烧结的“电化学效应”和“热效应”,促进Ag+还原形成银微晶/颗粒,并形成高质量AgSix接触位点,恢复/改善欧姆接触- 宽的低温烧结工艺窗口

- 第一阶段综合提效0.3-0.5%,助力TOPCon电池迈进Uoc>735mV新时代

(左)DK72E极低的钝化层损伤效果,(右)DK72E优异的欧姆接触增强效果

基于DK72E激光增强烧结专用导电浆料的衍生提效降本思路包括:利用其极低的线电阻进一步促进细线密栅工艺发展;加速p+发射极重构,通过超高方阻工艺开发进一步改善电池整体复合与光学水平,实现转换效率的进一步提升。更进一步地,DK72E专用导电浆料协同激光增强烧结工艺大幅改善了TOPCon电池单玻/双玻组件可靠性,具有比传统银铝浆常规烧结工艺更优的组件DH性能,有望为TOPCon单玻组件大规模应用铺平道路。

同时,帝科DKEM®专门开发的DK82E主栅浆料,以卓越的低温烧结可焊性、初始/老化拉力,为激光增强烧结工艺大规模应用保驾护航。

n/p-Poly金属化:有的放矢,精准调控激光增强烧结工艺的三类效应

以钝化接触为基础,n/p-Poly分别在100-120nm和200-300nm厚度实现了低的金属复合,n-Poly上亦实现了低的接触电阻,但p-Poly的接触电阻则明显较高。随着产业化的推进,大规模实现<100nm n-Poly和<150nm p-Poly量产将对于金属复合和欧姆接触形成进一步挑战。

以行业经典的帝科DKEM® DK93T TOPCon背面n-Poly银浆体系为基础,已经先后催生了多种新技术与新工艺的量产应用,包括LP双插、双面氧化铝、超薄n-Poly、双隧穿n-Poly等。其中针对性定制款DK93T已经协助行业多家客户成功实现≤80nm超薄n-Poly工艺的长期稳定量产,针对性改良升级款DK95B已经协助领先客户突破了双面Poly TOPCon电池正面绒面薄层n-Poly的金属复合与欧姆接触难题、DK95H已经面向多家TBC客户实现批量出货。

基于上述长期技术积累和对电池工艺的深刻理解,帝科DKEM®针对激光增强烧结工艺推出的DK95E TOPCon背面n-Poly银浆,进一步降低对于钝化层与n-Poly层的损伤,同时结合客户端n-Poly/烧结/激光等工艺的差异化在不同层级调用激光增强烧结的“电化学效应”、“热效应”和“尺寸效应”,特别是精准调控接触位点的“尺寸效应”,实现电池转换效率的进一步增强和超薄n-Poly工艺的大规模产业化,已经取得了良好的应用效果。

针对p-Poly金属化,传统银铝浆设计面临巨大的金属复合问题,帝科DKEM® DK73K纯银浆设计已经取得了和银铝浆/p+发射极相当水平的接触电阻,并显著降低了金属复合。随着激光增强烧结工艺的应用与实践,帝科DKEM®针对性开发的DK73E p-Poly激光增强烧结专用导电浆料正重点关注其中“电化学效应”和“热效应”对于欧姆接触的改善,并通过调控“尺寸效应”促进未来薄p-Poly产业化。

帝科DKEM®致力于通过金属化浆料创新,协同新型激光增强烧结工艺,引领"TOPCon"基高效电池迈向金属化新时代。

 
反对 0举报 0 收藏 0 评论 0
 
更多>同类资讯
2024全球光伏品牌100强榜单全面开启【申报入口】 2024第四届中国高比例风光新能源电力 发展研讨会
推荐图文
推荐资讯
点击排行