正交实验法分析单晶PERC电池背钝化最优条件

贾艳飞

(山西机电职业技术学院，长治 046011)

0 引 言

目前光伏行业发展迅猛，整个产业链生产成本的下降和电池转换效率的提升，为太阳能发电具备平价上网提供可能，从而实现与传统发电行业的互补。新的电池技术日新月异，单晶背钝化发射极背面接触电池(单晶PERC)、多晶背钝化发射极背面接触电池(多晶PERC)、铸锭单晶电池、异质结电池(HJT)以及钙钛矿等开始引领光伏产业发展[1]。其中单晶背钝化PERC电池由于成本低、转换效率低，且与各电池厂商自有设备兼容性好，迅速成为现今太阳能电池环节的主流产品。据最新报道，在已经实现量产化的单晶PERC中，苏民新能源采用了优化栅线以及绒面实现平均转换效率达到22.63%；而2019年初隆基单晶双面PERC电池经国家光伏质检中心(CPVT)测试，正面转换效率达到了24.06%。

单晶背钝化PERC电池技术的核心即在常规电池沉积背面钝化层，并通过开口形成背面接触[2]，图1是单晶PERC被钝化示意图。

图1 单晶PERC电池背钝化示意图Fig.1 Schematic diagram of the monocrystal back passivation PERC cell

由于硅片内部和硅片表面存在一定的杂质及缺陷，会加速表面载流子的复合从而对光伏电池的性能造成负面影响，钝化主要通过以化学钝化和场效应钝化的方式来减小复合速率，提高少数载流子寿命。化学钝化，即使界面的各种缺陷态饱和，降低界面缺陷浓度，从而减少禁带内的复合中心；场效应钝化，是通过电荷积累，在界面处形成静电场，从而降低少数载流子浓度。目前应用于单晶PERC背钝化的材料主要有Al2O3，氧化硅以及氮氧化硅等，其中Al2O3由于电荷密度较高，在量产化产线背钝化环节普遍应用的是Al2O3/SiNx双层结构[3]。……