[00125486]多晶硅太阳电池硼背场低温钝化工艺的研制与开发

一、项目的来源与背景项目系桂林市科学技术局通过市科[2012]26号文件下达的2012年桂林市第一批科学研究与技术开发计划项目“多晶硅太阳电池硼背场低温钝化工艺的研制与开发”（合同编号：20120106）,由桂林师范高等专科学校和兴安创日太阳能应用有限公司（原兴安吉阳光伏应用有限公司）共同实施。 二、项目技术原理及性能指标 1、技术原理： （1）多晶硅太阳电池低温钝化工艺原理,主要研究以硼背场取代铝背场工艺的形成机理; （2）研究一种环保无毒型多晶硅太阳电池硼背电场浆料及其制造方法： ①研究环保无毒多晶硅太阳电池背场浆料的组成成分及重量百分比; ②研究环保无毒型多晶硅太阳电池背电场浆料的制备方法。 （3）开发多晶硅太阳电池表面采用低温定域浓硼扩散制背场新工艺： ①研究采用以多晶硅P型FZ硅为基片的特性; ②电池背电场采用纳米硼粉(其粒径进行低温（850℃以下）定域浓硼扩散工艺制备,包括预涂硼扩散工艺、多次丝网印刷工艺等; ③探讨多晶硅绒面的形成机制和制备方法,分别采用新型环保清洗制绒液进行绒面多向同性腐蚀和激光刻槽两种先进制备工艺进行实验研究。 2、性能指标 ①产品性能指标：指标内容原约定技术指标实际完成技术指标结果说明电池基片厚度150μm150μm符合约定技术指标硅片尺寸规格1 5.6×390px21 5.6×390px2按企业新标准《多晶电池片技术标准》尺寸开路电压Uoc620mv640mv（最高值）630mv（平均值）超过约定技术指标短路电流Is8.4A（是指电池极间短路电流） 8.627A（是指电池极间短路电流）（最高值） 8.56（平均值）超过约定技术指标。填充因子FF78%7 9.057%（最高值）7 8.52%（平均值）超过约定技术指标。电池转换效率Ncell1 7.1%1 7.937%（最高值）1 7.45%（平均值）新工艺制备的电池光电转换效率平均值超过了原约定目标的0.35个百分点。 ②项目其他技术指标：项目获授权发明专利2项、实用新型专利1项;发表学术论文9篇,均被EI、ISTP收录。 三、项目技术的创造性与先进性 ①首次提出并通过试验掌握了多晶硅太阳能电池背电场采用纳米硼粉进行低温（850℃以下）定域浓硼扩散工艺,使电池基片烧结温度的最佳工艺参数控制在650℃-850℃之间,解决了以往电池基片烧结温度必须在850℃-950℃之间的难题,可节省能耗15%左右。 ②采用自主知识产权探讨制备的新型浆料较常规产线使用的铝浆（中外合资产的利德牌7881A浆）性能好,在 1.0Ω·cm左右的P型FZ硅片上制作的156的电池,印刷量降低了35%,有效的降低了生产成本;同时电池基片厚度可控制在150μm;电学性能对比发现,较国内常规浆料产出的电池片,主要表现在开路电压Uoc的提升和填充因子上FF,Uoc提升10mv,FF提升0.262,最终光电转换效率提升了0.214%,使电池片光电转换效率平均值达1 7.45%,最高达到1 7.937%,电学性能提升显著,达到了国内多晶硅太阳电池片制造工艺领先水平。 四、技术的成熟程度,适用范围和安全性 多晶硅太阳能电池背电场采用纳米硼粉进行低温（850℃以下）定域浓硼扩散工艺,其技术已成熟,技术适应范围广,安全可靠,该项技术工艺,不仅适应于多晶硅电池的生产技术要求,也同样适应于单晶硅电池生产工艺的改进。本项目组已连续三年来在桂林尚华新能源有限公司6条多晶硅电池生产线生产,电池片光电转换效率平均值达1 7.45%,最高达到1 7.937%,产品质量稳定,创新性的生产工艺得到国内同行业的关注。 五、应用情况及存在的问题 1、应用情况：自2011年项目技术的开发与应用以来,使兴安创日太阳能应用有限公司和桂林尚华新能源有限公司两家企业累计实现新增产值达 3.81亿元,新增利税达8227万元。 2、存在的问题：在全球光伏产业的贸易战或在欧美等国近年来发起的对华“光伏双反”三年以来,至今全球光伏贸易战仍是此起彼伏,全球光伏产业形势仍错综复杂,在全球光伏产业和市场之间各种矛盾仍较尖锐这种极为艰难的大背景下,桂林尚华新能源有限公司2013年产值为8924万元,但利税只为128 9.5万元;2014年产值为2500多万元,仍然是没有新增利税。 六、本项目历年从未获奖。