2019年1月消息，隆基樂(lè )葉宣布，經(jīng)中國國家太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗中心(CPVT)測試認證，其單晶雙面PERC電池正面轉化效率達到24.06%，是商業(yè)化尺寸PERC電池效率首次突破24%，就此打破了行業(yè)此前認為的PERC電池24%的效率瓶頸，再次成為新世界紀錄的創(chuàng )造者。
不斷刷新的PERC電池效率紀錄
PERC（PassivatedEmitter and Rear Cell）電池通過(guò)使用背面鈍化技術(shù)，降低背表面復合，并增強光線(xiàn)在硅基的內部反射，是一種可以有效地提高電池片效率的高效電池結構。光伏產(chǎn)業(yè)對PERC技術(shù)的積極投入，使得PERC電池效率持續攀升。
近年來(lái)，PERC電池轉換效率的世界紀錄被不斷刷新，展現了PERC強大的生命力。2017年以后，PERC電池效率紀錄由晶科能源和隆基樂(lè )葉交替打破和保持。目前多晶PERC和單晶PERC電池的世界紀錄分別由晶科能源和隆基樂(lè )葉創(chuàng )造，分別達到22.04%和24.06%。
不斷打破世界紀錄的PERC電池轉換效率
除了實(shí)驗室效率不斷突破外，PERC產(chǎn)線(xiàn)量產(chǎn)效率也在逐步提升。亞化咨詢(xún)研究表明，2019年單晶PERC電池主流量產(chǎn)效率將在22%以上。此次隆基樂(lè )葉PERC電池效率突破24%，充分驗證了PERC技術(shù)巨大的效率提升潛力和市場(chǎng)前景，也表明量產(chǎn)型PERC電池的效率達到24%的可能性是存在的?？梢?jiàn)，PERC電池轉換效率仍有進(jìn)一步突破的空間。
PERC對漿料及金屬化工藝不斷提出更高的要求
金屬化是晶硅太陽(yáng)電池生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟，導電漿料是電池效率提升的關(guān)鍵材料。對PERC電池而言，由于PERC電池的背面結構不同于常規晶硅電池結構，要求漿料具有較寬的燒結工藝窗口，降低燒結溫度；PERC背銀要不能燒穿背鈍化層并有良好的拉力表現，以及良好地匹配PERC鋁漿。
然而，隨著(zhù)PERC技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，對漿料及金屬化工藝不斷提出新的挑戰。
首先，PERC背鈍化鍍膜工藝路線(xiàn)愈發(fā)多樣化。目前，用于PERC電池量產(chǎn)的AlOx鈍化膜沉積方法主要有原子層沉積法（ALD）和等離子化學(xué)氣相沉積法（PECVD）。其中，根據設備形式的不同，PECVD沉積工藝設備包括板式PECVD和管式PECVD，ALD沉積工藝設備也主要分為管式ALD和板式ALD，值得注意的是，在管式ALD工藝下，還分為單插片與雙插片的區別，即雙面鍍膜和單面鍍膜的差異。在2018年的新增PERC產(chǎn)能中，以雙面氧化鋁鈍化技術(shù)為代表的管式ALD（單插片）工藝路線(xiàn)被多家一線(xiàn)企業(yè)采用，如通威、東方日升、橫店?yáng)|磁等。
由于管式單插片ALD技術(shù)采用AlOx同時(shí)鈍化PERC電池的正面和背面，因此對金屬化工藝提出了更高的要求。漿料需匹配雙面鈍化膜，燒穿正面的AlOx膜的同時(shí)，還要保證良好的接觸性能及合格的拉力水平。為了滿(mǎn)足新工藝對漿料的要求，碩禾，聚和及三星等漿料企業(yè)迅速響應并開(kāi)發(fā)出適用于此工藝的正面銀漿產(chǎn)品，并得到了市場(chǎng)的檢驗。有了金屬化配套，通威，日升等一線(xiàn)大廠(chǎng)在未來(lái)的擴產(chǎn)道路上會(huì )繼續選擇ALD作為主要的單晶PERC配套技術(shù)。
其次，為了進(jìn)一步提效，激光摻雜選擇性發(fā)射極（SE）技術(shù)已被大規模應用于PERC產(chǎn)線(xiàn)，晶科、隆基、晶澳、通威、愛(ài)旭等一線(xiàn)企業(yè)均有采用。該技術(shù)在金屬柵線(xiàn)與硅片接觸部位及其附近進(jìn)行高濃度摻雜，而在電極以外的區域進(jìn)行低濃度摻雜。這樣既降低了硅片和電極之間的接觸電阻，又降低了表面的復合，提高了少子壽命。該工藝只需在PERC產(chǎn)線(xiàn)上增加摻雜用激光設備即可實(shí)現，可使PERC電池有0.3%的效率提升，讓量產(chǎn)效率突破22%。
但在實(shí)際的大規模生產(chǎn)中，仍然存在著(zhù)擴散高方阻的均勻性、輕重摻雜區方塊電阻匹配和印刷正電極的精確對位等問(wèn)題，需優(yōu)化正面摻雜，降低金屬接觸區域的復合，優(yōu)化正背面鈍化與金屬化接觸。例如：為了匹配SE工藝進(jìn)行精準對位，大部分電池企業(yè)使用高目數網(wǎng)版（如380,430,480…）來(lái)替代近兩年大熱的無(wú)網(wǎng)結網(wǎng)板技術(shù)；通過(guò)目數的提高以及線(xiàn)寬的縮窄，提升印刷分辨率的同時(shí)降低印刷耗量，提效的同時(shí)持續降低金屬化成本；而對于印刷條件的改變，漿料企業(yè)需要解決，如何在常規張網(wǎng)角度的網(wǎng)版上實(shí)現更窄的線(xiàn)寬印刷，還能保證不發(fā)生EL斷柵問(wèn)題。
此外，雙面PERC已成為PERC技術(shù)的重要發(fā)展方向。PERC是最簡(jiǎn)單和最具成本效益的雙面結構，僅需改變PERC電池的印刷工藝，背面由全鋁層改為局部鋁層，即可實(shí)現雙面光電轉換功能。雙面PERC對背面鋁漿和金屬化提出了特殊工藝要求：（1）背面印刷精度較單面PERC電池的要求略高；（2）背面需絲網(wǎng)印刷鋁柵線(xiàn)，對鋁漿提出了更高的要求——需具備良好接觸處局域填充效果及厚度適合的鋁背場(chǎng)，鋁柵線(xiàn)燒結后需具有一定的高寬比。
可見(jiàn)，雙面PERC電池在幾乎不增加成本的情況下實(shí)現雙面發(fā)電，顯著(zhù)地降低了光伏系統的度電成本，極大地增強了PERC技術(shù)的競爭力與未來(lái)發(fā)展潛力。
PERC產(chǎn)能的大規模擴張為金屬化漿料帶來(lái)發(fā)展機遇
制造工藝的成熟和較低的資本投入使PERC電池產(chǎn)能易于擴張，加上下游市場(chǎng)對高功率組件的需求，光伏行業(yè)積極擴張PERC電池產(chǎn)能。2018年全球太陽(yáng)電池產(chǎn)能約160GW，其中PERC電池產(chǎn)能達65GW。在2018年新建或升級的P型晶硅太陽(yáng)電池產(chǎn)線(xiàn)中，基本都采用了PERC技術(shù)。
PERC的技術(shù)優(yōu)勢還體現在與其他高效電池和組件技術(shù)的兼容性，通過(guò)與多主柵、選擇性發(fā)射極、先進(jìn)陷光和鈍化接觸等技術(shù)的疊加，PERC電池效率可以進(jìn)一步提升?？梢灶A見(jiàn)，PERC技術(shù)將替代常規晶硅電池技術(shù)，成為晶硅電池發(fā)展的主流技術(shù)，這將為適用于PERC工藝的正面銀漿、背面銀漿和背面鋁漿帶來(lái)巨大的市場(chǎng)機遇。
對于漿料企業(yè)，要不斷進(jìn)行技術(shù)儲備和研發(fā)創(chuàng )新，并通過(guò)與下游太陽(yáng)能電池企業(yè)密切合作，緊跟不斷升級的PERC電池技術(shù)，設計與其適配的漿料來(lái)實(shí)現電池效率的突破，并實(shí)現客制化需求服務(wù)，以擴大市場(chǎng)份額。
