光伏發(fā)電的效率和成本約等于光伏發(fā)電站的效率和成本，光伏電池片是建設光伏電站的重要器件，可決定光伏電站的效率和成本。因此，光伏發(fā)電欲降本增效需以光伏電池片為切入點。

目前，晶硅電池技術(shù)是光伏電池的主流技術(shù)，晶硅電池的市場占比超過95%。以晶硅電池技術(shù)為核心技術(shù)的光伏發(fā)電系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈包括：硅料、硅片、晶硅電池片、光伏組件，晶硅電池片處于產(chǎn)業(yè)鏈中下游環(huán)節(jié)。



圖片來源：中國慕課大學《光伏發(fā)電工程技術(shù)》

一、光伏電池分類

根據(jù)襯底（根據(jù)網(wǎng)絡資料理解：襯底為光伏電池的背電極）材料，晶硅電池片可被分類為P型電池（P型半導體為光伏電池的背電極）和N型電池（N型半導體為光伏電池的背電極）。P型硅片（個人理解：即P型電池）制作工藝簡單且成本較低；N型硅片（個人理解：即N型電池）制作工藝復雜，但N型電池壽命較長且發(fā)電效率更高。目前，P型電池是主流光伏電池，市場占有率超過85%。

P型電池可被分類為BSF電池（Back Surface Field Solar Cell）和PERC電池（Passivated Emitter Rear Cell）。BSF電池是2020年前的主流P型電池，PERC電池是目前的主流P型電池。主流電池P型電池從BSF電池轉(zhuǎn)換為PERC電池的同時，也使能量轉(zhuǎn)換效率（個人理解：此處能量轉(zhuǎn)換指光電轉(zhuǎn)換效率）從低于20%提升至23%。

N型電池可被分類為TOPCon（Tunnel Oxide Passivated Contact）、HJT（Heterojunction Technology Cell）、IBC（Interdigitated Back Contact）、HBC（HJT+IBC）四種。N型電池的能量轉(zhuǎn)換效率約為25.5%。



圖片來源：中國慕課大學《光伏發(fā)電工程技術(shù)》

二、P型電池

（1）BSF電池

BSF電池的中文名稱是鋁背場電池，該電池的制作技術(shù)是光伏電池的基礎(chǔ)制作技術(shù)。BSF電池在晶硅光伏電池的PN結(jié)制造完成后，通過在硅片背面沉積一層鋁膜制作P+層，形成鋁背場。

鋁作為背電場可減小載流子的背表面復合率（個人理解：光伏電池發(fā)電時，空穴向光伏電池的P型半導體移動，增加P型半導體中價電子數(shù)為3的元素，即鋁元素，可減少空穴與電子在光伏電池內(nèi)的復合率）和增加對長波的吸收（個人理解：增加對長波的吸收可增加光伏電池吸收的能量），但鋁背場電池的能量轉(zhuǎn)換效率的理論最高效率為20%，相對其他種類晶硅光伏電池較低。

BSF電池的制備工序包括：清洗制絨、擴散制結(jié)、刻蝕去磷硅玻璃、PECVD（根據(jù)百度百科：該縮寫全稱為Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，中文翻譯為等離子體增強化學氣相沉積法）、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)、測試分選等。BSF電池的各種改進工序均以上述工序為基礎(chǔ)。



圖片來源：中國慕課大學《光伏發(fā)電工程技術(shù)》

（2）PERC電池

PERC電池的中文名稱是鈍化發(fā)射極和背面電池。該電池在BSF電池的基礎(chǔ)上加入背面鈍化層（通常是氧化鋁）以降低表面復合率，并進行激光開槽使背電極的形狀變?yōu)榕c正電極相近的柵線形狀。因此，PERC電池為雙面電池，電池雙面率（根據(jù)網(wǎng)絡資料：背面效率與正面效率的比值）處于70~80%之間。（根據(jù)網(wǎng)絡資料理解：BSF電池的正面電極為柵線形狀，背面電極是板狀結(jié)構(gòu)，即只有正面可吸收光能，PERC電池的正背面電極均為柵線形狀，即雙面均可吸收光能。

因此，PERC電池對光伏組件背表面反射光的吸收率高于BSF電池，從而提升了能量轉(zhuǎn)換效率） PERC電池的核心設備包括：清洗劑、制絨機、擴散爐、激光消融機、刻蝕機、沉積設備、絲網(wǎng)印刷設備、燒結(jié)爐、測試分選機、槽式清洗機（增加背面拋光工藝時使用）等。



圖片來源：中國慕課大學《光伏發(fā)電工程技術(shù)》

審核編輯：劉清