“PERC到底是个什么GUI?” 2017年7月22日，由中国可在生能源学会光伏专委会主办，隆基乐叶、国际铜业协会、杜邦等协办的第10期【光伏微讲堂】在美丽的江南水乡乌镇隆重举行，来自研究机构、主要制造商、材料供应商、电站业主等行业精英以及主要媒体齐聚在这里一起探讨PERC技术研究与发展趋势。

什么是PERC电池？

PERC（Passivated Emitter and Rear Cell）,钝化发射极和背面电池技术，最早在1983年由澳大利亚科学家Martin Green提出，近年来效率记录不断被刷新，隆基乐叶董助王英歌表示，PERC将成为未来三年内最具性价比的技术。

PERC电池与常规电池最大的区别在于背表面介质膜钝化，采用局域金属接触，有效降低背表面的电子复合速度，同时提升了背表面的光反射。PERC电池实验室制备采用了光刻、蒸镀、热氧钝化、电镀等技术，而产业化PERC工艺采用了PECVD（或ALD）法钝化、激光开孔、丝网印刷、烧结等技术。

图一 单面PERC电池结构

PERC电池的技术发展

自2015年PERC电池逐步市场化以来，截止2016年底，全球PERC产能约为13.4GW，产量达到8GW左右；预计到2017年产能将增至20GW，实际产量将达到14GW。目前，单晶PERC电池产业化平均效率达到了21%左右，多晶平均效率19.5%左右。天合光能副总裁冯志强表示，PERC可以为多晶带来每年0.4%的效率提升，预计约8年时间，PERC电池实验室效率可达到24%（如果没有重要突破性技术），产线电池效率达23%，并且PERC组件成本降低一半左右。

在此次光伏微讲堂上，主要组件制造商隆基乐叶、天合光能、晶科、协鑫等均发表了演讲并介绍公司的高效PERC产品。

隆基乐叶副总裁吕俊重点介绍了新产品“Hi-MO2”，Hi-MO2兼顾PERC和双面双玻两种技术路线的优点，具有高效率、低光衰弱光响应好、抗PID等优势。目前，隆基乐叶单晶PERC电池实验室效率稍高于22%，预计今年年底效率可达22.5%。

晶科能源首席科学家王琪表示，目前，晶科多晶PERC量产效率达18.5%~18.8%，组件（按60片算）平均功率大于270W；预计2020年电池效率大于20%，组件功率大于300W。据王琪透露，目前晶科多晶PERC实验室最大功率已经达到335W（60片）。而在单晶PERC方面，目前，晶科量产平均效率大于21%，平均功率达295W；实验室研究最高功率已达344W。

协鑫集成电池技术总监盛健则重点介绍了黑硅PERC技术。目前协鑫多晶PERC平均效率可达19.7%，干法/湿法黑硅+多晶PERC+金刚线切割量产效率已达20.3%，预计2017年年底达20.5%。协鑫下一步计划发展MBB（多主栅）黑硅PERC以及双面PERC组件。

双面电池取代单面电池可以说是市场发展的一个长远趋势，双面PERC同样逐渐成为行业热点。双面PERC具有提高发电量、降低铝浆耗量、生产线兼容、成本较低等一系列优势。如隆基乐叶的双面单晶PERC电池效率正面达21.8%以上，背面达17.8%左右；天合的P型双面PERC正面平均效率达21.15%，背面平均效率达12.27%，采用双玻封装正面功率可达283~295W。

PERC电池的光衰问题

P型晶硅电池普遍存在光致衰减的问题，而叠加PERC技术后衰减问题更甚，尤其是多晶PERC，目前导致光致衰减的机理尚不清楚。

单晶PERC光衰要高于单晶BSF电池，单晶PERC的光衰主要与电池中B-O对有关，此类衰减可通过降低硅片中氧含量、掺Ga、光照+退火等工艺消除。

图二 单晶PERC电池的LID衰减和恢复机理

图三 国产PERC电池的光照恢复设备

多晶PERC的光衰机理更为复杂，尚未研究清楚。目前的研究认为，多晶PERC的光衰与电池的热过程密切相关，因此也称为光照热衰减（Light elevated Temperature Induce Degradation，LeTID）。多晶PERC的LeTID比多晶Al-BSF电池高6%~10%左右。多晶PERC电池的LeTID与B-O对无关，表现为掺Ga不起作用；与体内的复合有关，而与表面钝化特性关系不大；与少数载流子注入浓度有关；与电池热历史有关。目前最新研究显示，吸杂可以抑制衰减（P吸杂比Al吸杂更有效）；此外，高温退火及激光快速退火也可以抑制多晶PERC光衰。此外，德国企业Q-Cell和Solar World制备了无LeTID现象的多晶PERC电池，但具体解决方案并未公布。

图四 多晶PERC电池的光致热衰减（LeTID）

图五 各类吸杂对多晶PERC光衰的影响

图六 几种不同的热处理对多晶PERC光衰的影响

PERC电池的性能与实证

电站收益的根本在于发电量，而温度、辐照度、灰尘、风速等户外环境因素均会影响发电量的评估。此次光伏微讲堂分享了来自青海、大同、吐鲁番等实证基地的实时数据，更加直观的体现PERC电池的竞争力。

青海实证基地通过分析一个月的采集数据，发现单晶PERC发电量最高（22.69 kwh/kw）>单晶常规电池（22.26 kwh/kw）>多晶常规电池（22.20 kwh/kw）>多晶PERC电池（21.97 kwh/kw）。

大同领跑者基地内使用单晶组件约63%，多晶组件37%，包括了多种技术路线的组件，户外实证平台组件测试区涉及13家电站所有类型组件，包括单晶常规、单晶PERC、单晶N型、单晶双玻、多晶常规、多晶黑硅等，共计22种。数据显示，单晶PERC较常规单晶发电增益高出约2.61%。

中科院电工所太阳电池研究部主任王文静表示，“高效率低成本技术上天堂，低效率高成本技术下地狱”。PERC技术在实验室数据、产业化效率、国家领跑者基地项目中实际表现均备受瞩目，PERC电池较常规电池具有良好的效率优势，较N型、HIT等高效技术具有更好的成本优势，未来以PERC为代表的高效电池技术必将成为市场的主流。