阿特斯将湿法黑硅技术实现产业化
责任编辑:bianjibu 作者:李昭静 2015/10/12 14:10:07 浏览:1967 科技

多晶组件表面反射率高一直是制约电池效率提升的问题,但是,由阿特斯自主研发的湿法黑硅技术(Metal Catalyzed Chemical Etching,MCCE)成功解决了这一难题,突破了这方面的效率限制。该技术已于2014年12月将该技术推广到生产线上,成为业界首家将该技术实现产业化的光伏企业,迈出湿法黑硅技术产业化第一步。

 

该技术既适用于砂浆切割硅片,也适用于金刚线切硅片,解决了多晶硅使用常规制绒工艺后反射率高并有外观缺陷最终降低电池效率导致的问题;


业界主流多晶效率趋势


制备黑硅所采用的技术主要有:①激光刻蚀法;②气相腐蚀法;③反应离子刻蚀法(Reactive Ion Etching,RIE);④金属催化化学腐蚀法(Metal Catalyzed Chemical Etching,MCCE)。目前,具有量产可能性的黑硅技术主要是RIE。但是,RIE黑硅由于需要昂贵的真空设备以及工艺均匀性较差等因素,尚未大规模进入量产。阿特斯研发的湿法黑硅技术实现0.4%(绝对值)的电池效率增益,使得多晶电池量产效率有望在2016年底提前达到19%。

 

湿法黑硅技术基本原理是让 Au、Ag等贵金属粒子随机附着在硅片表面,反应中金属粒子作为阴极、硅作为阳极,同时在硅表面构成微电化学反应通道,在金属粒子下方快速刻蚀硅基底形成纳米结构。与常规的多晶电池相比,湿法黑硅电池不同之处在制绒这一工序,由于同样采用湿法化学腐蚀工艺,与现有的常规电池工艺能很好的兼容。而RIE黑硅是在常规酸腐蚀后,再进行RIE形成纳米绒面,最后通过化学腐蚀去除硅片表面的残留物和离子轰击带来的损伤层。比常规多晶电池制程,增加了至少两道工序。


不同类型的湿法黑硅纳米绒面结构


 

阿特斯早在2009年开始黑硅技术调研,并选用湿法黑硅技术作为黑硅技术的首选,一直致力于产业化湿法黑硅技术的开发。

 

湿法黑硅技术产业化最关键的技术难点在于:一、通过纳米微结构的优化以及后道工序匹配,解决减反效果与其带来的表面钝化问题之间的矛盾;二、开发适合产业化的稳定工艺流程以及成本控制,提高净收益。如何设计合适的设备,确保该工艺能够全天候稳定运行,是产业化必须面对的问题。

 

阿特斯开发的湿法黑硅技术,可以实现不同类型的纳米绒面。这些绒面包括:纳米正金字塔、纳米倒金字塔、纳米柱、纳米凹坑等。对于不同类型的纳米结构,其光学特性以及电学特性是不同的。光学特性主要是封装后光学多次反射的角度和路径不同,从而导致组件端光学增益的不同;电学特性主要是不同纳米结构的尺寸以及表面积不同,从而导致表面钝化的不同,进而影响最终电池的电性能。湿法黑硅的优势就在于,它可以调控不同类型的纳米微结构,通过光学和电学性能上的匹配,实现湿法黑硅组件功率的最大化。

 

随着湿法黑硅技术的成熟,阿特斯已将此技术推广到多个生产基地。该技术已成为阿特斯多晶电池新增产能的标配技术。据光伏們了解,该技术已经于大规模推出和生产了,产量正在按计划逐步增加,其江苏盐城阜宁工厂的多晶电池会百分之百使用此技术;2015年底该应用该技术的产品将超过100MW。


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