PES China Solar Issue 1 2017

ABSpoPNrolieEltahC1s,9EeS3–vh2i8as10ni,t8g2uh08sa10:i79我们提供一站式真空解决方案Pfeiffer Vacuum (普发真空) 代表着在全世界范围内为客户提供创新的、定制化的 官方微信真空解决方案，完美的技术，全方位的支持和可靠的服务。我们是真空技术领域 www.pessolar.com 51唯一一家能够提供完整产品线的供应商：■ 最高可达10-13 mbar的真空泵■ 真空测量和分析仪器■ 检漏仪和检漏系统■ 真空系统和AMC(分子污染物)解决方案■ 真空腔体和配件您是否正在寻找完美的真空解决方案？请联系我们：Pfei er Vacuum (Shanghai) Co., Ltd. · 普发真空技术（上海）有限公司T +86 3393 3940 · www.pfei er-vacuum.com

专家意见 普发真空—为太阳能 市场提供真空解决 方案 普发真空 (Pfeiffer Vacuum) 真空镀膜市场主管 Hind Beaujon 向 PES 谈论了中国对于真空产品供应商的重要性，及其与众 不同的新兴发展趋势。 Hind Beaujon 这些重要行业提供最新的真空解决方案。 PES：根据您的观察，市场对于你们的薄 膜解决方案和晶圆解决方案哪一种更感兴 PES：欢迎再次做客《PES Solar/PV》杂 得益于过去十年来的良好发展，我们开始涉 趣？或者说 PERC？ 志。感谢您接受我们的采访。为了照顾一 足太阳能、LED 和 AMOLED 等重要的新 下新读者，能否简单介绍一下贵公司的背 兴真空行业，这可以说是水到渠成。 HB：实际上自 2016 年初以来，为了顺应 景，以及目前在太阳能/光伏行业中的业务 新的技术趋势，市场对于创新型真空解决 情况？ PES：贵公司活跃于许多工业领域。中国的 方案的兴趣有所增加，这主要是 CIGS 薄 太阳能/光伏业务对于普发真空有多重要？ 膜和 PERC 晶圆技术投资的推动作用。 Hind Beaujon：普发真空是一家领先的真 空技术公司。真空技术确实是一项非常重 HB：正如我前面所说，过去十年来普发真 PES：为什么您会这样认为呢？ 要的技术，被众多改变了我们日常生活的 空一直非常关注太阳能市场。当然，你也知 重要行业应用于各种关键流程当中，如电 道，这个行业目前仍然处于发展当中，面临 HB：正如我前面所说，太阳能行业面临着 信、互联、能源、医疗、食品、研发……等 着很多挑战：无论是在行业层面还是在技 很多挑战和竞争问题。虽然整个行业发展 等。 术层面。这导致整个行业处于不断整合和 势头良好，但各大厂商仍在与电池板的低利 波动的状态。 润斗争。因此，一线厂商一定会想方设法实 我们涉足这些领域已超过 125 年，不断拓 现差异化，而这只有借助技术才能实现。过 展行业知识并将其应用于全新的领域，为 虽然存在很多挑战，但我们对于太阳能行 去一年中，无论薄膜技术还是晶圆技术都 业的长远发展很有信心，我们致力于为这 经历了这个过程。 个行业的发展提供支持，当然也会参与其 中。 厂商们越来越多地投资可提高电池板效率 的技术，包括 CIGS 薄膜技术和 PERC PES：你们的哪些解决方案在中国和亚洲 晶圆技术。2017 年，PERC 的市场份额有 市场最受欢迎？ 望超过电池板总装机量的 30%。而 CIGS 薄膜技术仍受项目驱动，将成为中国厂商 HB：对于真空产品供应商来说，中国是一 个增长潜力巨大的市场。其中显示器、太阳 能、LED 和建筑玻璃镀膜是推动增长的主 要细分市场。 就太阳能而言，2016 年全球装机量再创新 高，其中亚洲市场的表现尤为亮眼。过去两 年中，我们看到了马来西亚、越南和泰国等 东南亚国家的强劲发展。这些新兴地区在 太阳能电池板的生产和安装方面制定了雄 心勃勃的计划，中国的一些重量级公司投 入了大笔资金。所以说 2016 年我们看到 了一个新市场的崛起。但中国在太阳能的投 资和推动上仍处于领先地位。52

专家意见的投资重点。 键制造步骤达到所需的真空条件必不可少 烈。我们面临的所有全新挑战的焦点就在 的重要设备。 于兼顾性能和成本效益。我们的客户大多中国太阳能行业的发展无疑已经进入了第 数时候都会将 CoO（拥有成本）作为选择二个阶段，我们希望借助技术差异化和技 PERC 出现了通过 CVD 或 ALD 处理新 真空解决方案供应商的关键参数。术改进提升性能和降低成本。像普发真空 型 AlyOx 层的工艺。就这些工艺而言，真这样的公司在中国将大有所为。 空性能和干式真空泵的功能是提高生产成 我们新推出的两款全新真空泵产品一定能 本效益的关键。普发真空全新的 A3004H 够为太阳能厂商们创造价值，在这个竞争PES：您能否介绍一下我们上次交谈之后 大容量流程泵刚好在这方面可以提供极佳 激烈的行业中兼顾技术性能、新兴制造技你们推出的主要产品或者取得的创新成 的性能。 术和成本优势。果？ 这款干式真空泵拥有成本极低，在流程操 PES：从全球来看，进入 2017 年后，您认HB：我们将在 2017 年推出全新的大容量 作中可以提供高达 50 Klpm 的巨大流量。 为哪些地区对于普发真空来说至关重要？干式真空泵 A3004H，它弥补了我们的干 全新的设计实现了同类产品中最低的底式系列真空泵在 3000 m3/h 范围内的空 压，具有二级鼓风机和强大的高流量运行 HB：作为一家全球企业，普发真空将参与白，使我们在这一范围内拥有了一个颇具竞 性能，这对于 CVD 工艺窗口至关重要，所 一些薄膜技术和晶圆技术方面的重大投资争力的解决方案。第二款产品就是全新设 有这一切造就了一款性能卓越的真空泵。 项目。这些投资项目主要面向亚洲地区，同计的 HiPace 2300 涡轮分子泵，专门用于 时我们在欧洲也拥有强大的设备基础——太阳能和涂层领域。 就 CIGS 工艺而言，硒沉积是关键步骤， 尤其是德国，德国为我们在这方面的业务 我们最新设计的 HiPace 2300 泵可提供 做出了突出的贡献，这一点将在 2017 年PES：它们在技术和最终用户方面有哪些 必要的性能和稳定性。 继续保持。今年我们将重点发展越南、泰优势？ 国、马来西亚等东南亚国家，其次是印度。 PES：使用你们的产品是否能降低成本？HB：普发真空的干式真空泵和涡轮分子泵 www.pfeiffer-vacuum.com/en/解决方案是 PERC 或 CIGS 制造中的关 HB：正如我前面所说，太阳能行业竞争激 www.pessolar.com 53

专家意见 极高的生产率和极 小的空间要求 PES 就 KUBUS、创新、知识共享和未来前景等问题对 M10 Industries AG 首席执行官 Gregor Reddemann 进行了采访， 对这家前进中的公司有了更多深入的了解。 Gregor Reddemann 案，我们的产品在性能方面实现完美同步， PES：您能否介绍一下 KUBUS 串焊机？ 可以满足彼此的需要。这是我们通过在先 还有，您如何看待专业技术和创新的重要 PES：欢迎再次做客 PES Solar。您能否为 进的工厂设施中与我们的组件制造公司 SI 性？ 我们的新读者介绍一下您的公司，并谈一 Module 紧密协作实现的。 谈你们是如何为太阳能行业提供服务的？ GR：KUBUS 是世界上速度最快、最先进 PES：自 2016 年中期以来，M10 AG 获得 的串焊机，其理念是确保不间断的生产。一 Gregor Reddemann：M10 Industries AG 了众多奖项和荣誉，您向我们介绍一下其 般的设备仅仅为了重新填充焊带就需要停 专门开发和生产先进的高效率电池连接自 中比较重要的奖项吗？ 机，使生产过程中断。 动化设备。我们公司的总部位于德国弗莱堡 的太阳谷，我们年轻的高技能工程师和技 GR：能够得到这么多奖项我们感到非常荣 我们认为这十分过时，制造商会因此而遭 术团队充满活力，他们在太阳能领域的先 幸，同时也非常感谢大家的认可。其中一个 受经济损失。我们的设备具有四个独立的 驱 Günter Schneidereit、Reinhard Willi 和 重要奖项就是 2016 年 Intersolar Award 工作焊带供给装置，而生产只需要其中三 我们的首席执行官 Gregor Reddemann 光伏发电奖，获奖原因是我们出色、独特的 个，这样客户就能在另外一个供给装置中 的带领下，勇于面对各种挑战。 串焊机概念可显著降低光伏生产成本。 补充焊带，使设备保持连续生产。 开发和技术中心、包括初步验收在内的生 另外，同样是在 2016 年，我们还被授予 另外，我们想重点讲一下 KUBUS 实现的 产和材料测试以及 24/7 全天候支持和 了德国“100 强”创新企业的称号。最近， 冗余生产方式。所有其他串焊机采用的都 服务使我们可以为客户提供理想的解决方 也就是今年二月份，我们又赢得了弗莱堡市 是供给链形式，而 KUBUS 串焊机可以视 的创新奖。这些奖项以及外界对我们公司 为供给网络。例如：我们拥有两个相同的 的高度认可对我们来说有着重大意义，鼓 电池加载站，每个加载站提供的产能各占 励着我们向着我们的目标不断前进。 50%。但如果一个完整的电池加载站无论 由于什么原因停止工作，KUBUS 仍然能够 PES：我们看到 KUBUS 初试通过了 72 小 提供 75% 的额定总产能。 时的压力测试？您能进一步谈一谈吗？ 我们认为专业知识是创新必不可少的工 GR：两台设备都是在去年 10 月安装和试 具，并且必须通过经验来获取，我们在这个 车的，从那以后一直在工作。后来我们又为 领域拥有 20 多年的经验。我们的创始人 客户提供了大力度的援助，包括产品更换和 Günter Schneidereit 和 Reinhard Willi 是 培训，因为客户设置了两条容量为340 MW 光伏制造工业化的先驱。 的新生产线，并且招聘了新员工。 PES：您能介绍一下最近设备做出的改进 客户在整条生产线上对设备实行三班操 以及为客户带来的好处吗？ 作。当然，我们非常了解我们的设备和它的 性能，不过能在现场运行中得到证明，仍然 GR：我们非常自豪地宣布，我们的设备现 使我们感到非常高兴。 在拥有了更好的性能。通过最新的优化和 开发，我们能够保证每小时连接 5500 个 设备表现出的性能让我们十分惊喜 - 产 电池，这相当于产出增加了 10%，达到每 量可以达到 99.85%，平均损坏率仅为 年大约 190 MW。 0.01% 左右，全速运行时每小时可以连接 超过 5000 个电池。54

专家意见毫无疑问，这将进一步降低原本已经很低 GR：KUBUS 是非常复杂的机器，但是操 希望能够保持和进一步发展这一理念。的总拥有成本。 作很容易。不过即使是最好的设备，如果出 现故障不知道如何修理，也不会带来任何 PES：中国对 M10 AG 有多重要？贵公司当PES：您提到了总拥有成本。您能列举一些 效益。鉴于下面两个原因，现场培训和有选 前和未来要如何服务中国的太阳能行业？重要指标吗？ 择地在弗赖堡进行培训是必不可少的。 GR：中国市场汇集着众多具有巨大产能、GR：凭借在产量、材料使用和运行稳定性 第一，我们将客户视为合作伙伴，希望他们 卓越的专业技术和标准生产设施的大型制方面的优势，KUBUS 可以使你在最短的 顺利发展。就此而言，就是从设备入手，特 造商。但是面临着节省成本、提高生产效率时间内收回投资。KUBUS 的独特之处在 别是操作和维护它的人员。 和减少维修的严重问题。我们的 KUBUS于，它的正常运行时间可以理解为净正常运 完美地集中了所有这些特性。行时间。 第二，经验丰富的专业人员能够对每日的问 题进行反馈，并帮助我们不断改进，让我们 此外，我们还发现资本支出在中国被作为一如果说使用一定数量的其他串焊机实现每 受益匪浅。这就是为什么我们从一开始就 个独立的问题，比在其他国家更受重视。当年 190 MW 的产能，那么使用类似数量 非常公开和透明地分享我们的专业知识。 然，我们也认为资本支出非常重要，但是仅的 KUBUS 串焊机每年的产能可以高出 将其作为总拥有成本的一部分，在这方面25-30 MW，因为在成本基础相同的情况 PES：贵公司一直在扩张业务，在您看来， KUBUS 是最值得关注的设备。下，后者不需要中断生产过程来填充材料。 未来仍会保持这一趋势吗？极高的冗余性能使生产线能够以最高效的 另外一个情况是，我们刚推出新产品的那方式进行生产。总而言之，将 KUBUS 整 GR：考虑到整体市场发展和我们面临越来 一年有些保守，但现在它的功能和特性已合到生产线中将显著降低生产成本。 越多的业务谈判，是的，我们希望未来进一 在这个领域得到证明。我们正在与中国合 步扩张业务。但是，我们会以合理的速度增 作方进行沟通，希望不久后能在中国开展PES：我们是否可以认为，对客户的操作人 长，并会认真考虑和选择扩张对象。我们 第一个项目。员和技术人员进行培训对于 M10 来说仍 的团队十分和睦融合，并且在自动化，尤其然是非常重要的？ 是串焊机技术方面拥有丰富的经验。我们 PES：你们产品的目标是通过不间断的生 产来降低生产成本，您能向我们详细介绍 一下吗？ GR：就像我前面所说的，我们的产品能提 供市场上最高的生产率，并且空间要求极 低。就生产率而言，一名员工就可以操作， 而且需要的前端设备更少，因此，需要购买 和维护前端设备也就更少。 不过，最能显著降低成本的还是不间断的 生产过程。标准串焊机的净可利用率在 80-86% 之间。而 KUBUS 可提供 98% 的净正常运行时间，另有 2% 的计划维护 时间。 而且，不再需要切割串焊机的焊带，因为可 以很容易地根据所需的互连设计调整每个 串焊机的焊带长度。这样，每台设备每年可 节省 75.000 – 100,000 €。 PES：进入 2017 年后，你们打算如何在竞 争中保持领先，来满足光伏市场电池制造 商的需求呢？ GR：我们将继续明确地向着我们的愿景前 进，继续努力提高电池连接质量、降低组件 制造商的成本，并使我们的设备能够满足 越来越多的新材料和新要求。 我们的子公司 SI Module 是一家专门制造 高质量集成化产品的制造商，对我们了解 光伏制造商当前和未来面临的问题提供了 很大帮助。 PES：从全球来看，进入 2017 年后，您认 为哪些地区将成为 M10 的重要市场？ GR：M10 将在全球范围内积极打造 100MW 以上产能的新型生产线，为计划 更换现有设备并增加产能的公司提供帮 助。 总体而言，我们对光伏的优势很有信心。经 过前些年的困难之后，我们很高兴市场的 需求开始不断增长。许多国家都积极地向 我们表示出了合作意向，我们很高兴能成为 他们的供应商。 www.m10-ag.com/en/ www.pessolar.com 55

专家意见 帝目集团太阳能技 术部门销售副总裁 Sven Kramer Sven Kramer PES：欢迎再次来到 PES Solar/PV 2015 年，我便进入了帝目，公司的技术创 还可以把精力转向其他两个市场。这也是帝 Magazine，感谢您接受我们的采访。您可 新精神至今令我印象深刻。过去两年，我们 目在市场上如此成功的原因所在。 否先简要介绍一下贵公司的背景以及您目 推出了 TT2100 和 TT4200 GIGA。这两 前在太阳能/光伏行业从事的工作？ 大系统都采用紧凑式设计，进一步提升太 我们位于德国弗赖贝格的工厂每个星期都 阳能组件生产商的产量、品质和可靠性。 会生产一两套串焊机系统。这些系统将运 Kramer：帝目总部位于德国，40 年来持续 送至全球各地的太阳能组件生产商。未来 致力于开发和构建智能自动化解决方案。 PES：对您而言，太阳能/光伏仍然是一个 4 年里，全球光伏市场预计每年将增长大 我们主要从事三大领域：太阳能、汽车和医 新兴的业务领域吗？您会如何利用这一增 约 15%。这一数字是基于安装的太阳能组 疗技术。此外，另一个重要的全新业务领域 长来创造优势？ 件容量计算得出。这并不意味着生产的太 是电动汽车组件和电池的装配和测试线。 阳能组件的数量或生产能力会始终以相同 如今，公司在全球共有 900 名员工，帝目 Kramer：当然，这一领域仍然有着巨大的 的速度增长，因为太阳能电池和组件的效 集团的 5 个生产基地分别位于德国、波 潜力。帝目正在研发可以实现 7 天 24 小 能会随着新的太阳能电池技术的广泛采用 兰、中国和美国。 时全天候可靠生产的高容量串焊机。低耗 而不断提高，例如 PERC。由于新政策的 高产是我们的优势。这一细分市场仍然十 出现，我们也在开发新的市场。例如，在印 2004 年，帝目开始构建串焊机系统，凭借 分强劲。使用我们的高性能系统，即使是创 度，我们发现太阳能组件生产设备存在巨 公司的快速循环生产系统和卓越的产品质 业公司也能够在极短的时间内获得极高的 大需求。在过去的 15 个月里，我们总共向 量很快赢得了显著的竞争优势。到 2011 生产能力，从而以极具竞争力的价格让高效 印度供应了超过 2 GW 的串焊机产能。由 年，公司已经成为了串焊机技术领域的全球 能太阳能组件成功打入市场。我们的公司战 于美国和欧洲出台了反倾销政策，中国的太 领导者。每年，帝目的串焊机系统所生产的 略以三大支柱为基础：太阳能、汽车和医疗 阳能组件生产商正将他们的生产转移到东 太阳能组件容量超过 22 Gwp。同时，我们 技术。每一个市场对我们都同样重要，因为 南亚国家。此外，中东和北非地区对全新高 也成为了公认的技术领导者，尤其是最新的 它们能够让公司在三大不同产业上保持平 科技和高容量生产设备的需求也在缓慢增 系统生成 TT4200 GIGA 串焊机。 衡。如果某一个市场表现不够强劲时，我们 长。最近，我们的串焊机系统已经成功进入56

专家意见了阿尔及利亚和伊朗。很多国家也越来越 0.2%。我们的串焊机将对太阳能电池均匀 GIGA 系统可以处理目前市场上有最多六关注清洁太阳能能源。 预热后进行焊接，然后在焊后加热区逐渐 条主栅线的所有整电池和半电池。 冷却。这些工艺十分和缓，电池不会出现任PES：众所周知，帝目致力于生产高端串 何温度骤变，因此可以避免产生微隐裂。我 PES：贵公司最新的串焊机有哪些独特之焊机系统，所以我们想更全面地了解一下 想再更详细地介绍一下焊接，因为这才是真 处？TT4200 GIGA 串焊机。 正的核心工艺。 Kramer：我们最新的串焊机可以在极小的Kramer：TT4200 GIGA 串焊机是我们最 太阳能电池的厚度存在 +/-10% 的差异。 空间里进行生产。以前，帝目的所有串焊机新，也是功能最强大的系统。这个系统占地 通常，电池的标称厚度为 180 或 200 都是单轨系统。TT4200 GIGA 是首个双轨仅 15 平方米，年产能高达 130 Mwp，¬ µm。那么，对于 200 µm 的标称厚度，电 系统。小小的系统蕴藏着强大的功能和极这一数据创造了新的世界纪录。通过 池的实际厚度可能在 180 到 220 µm 之 高的性能，占地仅 15 平方米。此外，系统TT4200 GIGA，我们在一台机器上融合了 间。正是由于这种厚度差异，太阳能电池能 升级之后可以处理拥有 6 条主栅线的电两个焊接轨道。该系统采电池集中供给，单 够在相同的热量输入下达到不同的温度。而 池。如今，行业标准为 4 条主栅线。我们次节拍时间为 0.85 秒，即每小时 4200 温度又是焊接的关键参数，因此我们还必 在设计串焊机时，已考虑到这一点，赋予了节拍。电池供给，助焊剂喷涂和检测之后， 须确保每次焊接时温度的准确性。所以， 系统处理拥有 6 条主栅线电池的能力。电池将被依次放在左边或右边的焊接轨道 我们使用闭环控制系统来测量每个电池的 即使在客户现场安装串焊机之后，也可以上。焊接轨道与串焊机 TT2100 的轨道相 温度，并自动调整红外线焊接工艺的输出， 轻松升级系统。随着主栅线数量的增加，同。焊接时，节拍时间为 1.7 秒。这一业经 以确保不论基板厚薄，都能获得一样的焊 连接带的宽度逐渐缩短。这个系统能够处验证的系统所生产的太阳能电池串具有始 接温度。这样一来，我们可以确保条件和工 理宽度仅有 0.6 mm 的焊带。帝目的所有终如一的高几何质量和极其精确的焊带定 艺始终保持不变，从而确保了电池串和整 串焊机系统正是采用了这个荣获专利的压位精度。 个组件的高质量。 紧设备系统，才能实现如此准确的焊带定 位精度。无接触式红外线焊接可确保碎片率低于 www.pessolar.com 57

专家意见 全新 TT4200 GIGA 串焊机具有 130 MWp 的高产能，占地仅 15 平方米 PES：帝目还提供与串焊机配套的排版机 的发展提供了保障。目前，我们发现 5 条 PES：您认为这项技术未来的发展潜力如 系统。对组件生产商而言，这一整套解决 主栅线是大趋势。根据我们与新加坡大学 何？ 方案有何优势？ 新加坡太阳能研究所 (SERIS) 的共同研 究发现，主栅线的最大数量为 6 条。当 Kramer：这个问题不错。我们相信，系统 Kramer：我们可以供应带或不带排版机的 然，您还可以增加主栅线的数量，但是据 的性能和可靠性仍然是未来投资决策的决 串焊机系统。视组件生产线集成商的不同， SERIS 研究所进行的模拟显示，超过 6 定性因素，也是客户竞争力的关键所在。而 我们可以确保串焊机与集成商的排版机系 条主栅线之后获得的功率增益微乎其微。 帝目恰恰活跃于这一领域，感谢我们经验 统可以兼容运行，也可以提供我们自己的串 基于经济学原则，再进一步增加主栅线的 丰富的工程师，我们还在不断提升和优化 焊机和排版机系统。对决定订购我们排版 数量没有任何意义。 性能。 机系统的客户而言，这意味着全方位的连 接可以实现 130 Mwp 的输出。整个系统 由于我们可以使用同一系统处理整电池和 此外，我们的系统灵活性高，升级后可以处 由经过验证和测试的组件、串焊机、机器人 半电池，如果客户需要使用半切割电池来 理各种各样的新电池和焊带类型。更薄的 和定位站组成。所有的一切完美匹配。极短 生产高效太阳能组件，那么他们也可以轻松 晶片和新的电池技术要求组件生产中使用 的安装时间和理想的投产时间对我们的客 实现转换。采用半切割电池，太阳能组件的 新的太阳能电池互连技术。半电池、n 型 户而言也是一种优势。集成的 6 轴机器人 功率可达到 340 Wp（144 个半电池）。使 硅电池、IBC 和 PERC 电池、LHS 带、涂 让系统能够快速适应不同的应用或电池及 用半切割电池的太阳能组件的功率输出比 层或按序排列的焊带、黑色和白色焊带，简 玻璃尺寸。 使用整电池的太阳能组件的功率高出 3% 言之，只要是能够提高性能或具有光学优 到 4%。 势的产品，帝目的高性能串焊机都能轻松 PES：多年来，全球主要的组件生产商一直 焊接。 选择使用帝目的串焊机。当然，目前人们对 我还想提到的一点就是，我们的串焊机系 高效组件和低成本生产非常感兴趣，那这 统升级后可以处理反光焊带。这些反光焊 举例来说，帝目是唯一一个在产品组合中有 对贵公司有何挑战？ 带采用特殊的凸点结构，可增加太阳光对 适用于高性能 ECA 技术生产的系统的系 捕获带的反射，从而提高太阳能组件的功 统构建商。TT1400 ECA 串焊机通过导电 Kramer：我们的高性能 TT4200 GIGA 串 率输出。另外，这也可以使我们客户的功率 胶连接焊带和电池。 焊机可以满足市场要求。速度快、体积小、 输出提高 2.5% 到 2.8%。 品质和可靠性高，以及最多 6 条主栅线， 让我们回到您提到的问题。我们未来的战 这些优势是我们保持市场竞争力的关键因 总而言之，我可以说，如果客户使用帝目串 略仍然是不断开发和构建高产量串焊机。 素。增加主栅线数量可以减少电阻损耗。我 焊机，就已经为未来的发展做好了准备，可 通过研究满足客户特定需求的全新焊接 们的串焊机可以处理宽度仅有 0.6 mm 的 以完全信赖我们的技术。 方法和焊接参数，我们能为每个客户提供 焊带，为我们的客户未来在太阳能组件行业 支持。58

专家意见 串焊机系统的批量生产 帝目德国总部的串焊机生产厂房PES：TT4200 GIGA 串焊机为何能够脱颖 TT4200 GIGA 串焊机： 精确的电池和焊带处理而出，对客户而言有哪些优势？ 部定期接受培训。另外，我们还会为合作伙 省宝贵的时间。Kramer：全新的 TT4200 GIGA 串焊机在 伴的新进维修技术人员提供培训课程。这性能方面无可比拟。我们的客户可以得到 种认证培训能够确保世界各地的客户享受 PES：从全球的角度来看，随着 2017 年的极高的可靠产量。他们每天 24 小时都可 到相同水平的服务支持。我们会在工厂预 到来，您预计哪些地理区域将成为帝目的以依赖德国制造的生产设备。帝目在市场上 验收时对客户进行培训。之后，我们会给客 主要市场？推出了 700 多套串焊机系统，许多客户都 户的操作和维护人员提供培训。生产期间，是多次订购。就像我之前提到的一样，受青 我们将会指导和培训客户员工，从而确保 Kramer：我们的重点放在亚洲、印度、欧洲睐的主要原因是系统产量最高、生产的电 可靠的产量。例如，他们会学习如何处理焊 和美国。虽然我们的业务遍布世界各地，当池串质量完美，现在更是推出了采用最新 带和熔融，或进行系统的清洁和维护。我们 然，我们特别希望能够吸引全球的组件工紧凑式系统设计全新 GIGA 系统。 还会在现场生产过程中为团队提供支持。 厂和所有的地理区域的目光。我之前也提 如果有需要，我们会在程序和工艺期间为 到了，像阿尔及利亚和伊朗等中东和北非地PES：贵公司的这款串焊机将在国际太阳 操作人员和维护人员提供帮助。此外，我们 区将成为太阳能产业的重要区域。光电可以能产业及光伏工程展览会 (SNEC) 上首次 还可通过电话和远程支持系统提供支持。 迅速产生更大的功率。太阳能产业十分清亮相，那它主要是面向中国市场还是针对 我们的客户为我们提供其串焊机系统的访 洁，因为太阳可以为我们免费提供能源。全球？ 问权限，我们经验丰富的人员，无论是在总 部，还是在中国或美国的子公司，都可以登 PES：英国退出欧盟以及特朗普入主白宫Kramer：我们的客户自 2016 年 12 月开 录客户系统，为他们提供更多指导或支持。 等事件导致政治形势发生了极大的变化，始便在使用这款全新的 TT4200 GIGA 串 通过使用远程支持系统，我们的技术人员 您认为这些会对目前的贸易协定带来怎样焊机。亚洲客户已经使用帝目这款最新的 可以看到同样的屏幕和机器设置。例如，如 的影响？系统成功地进行了生产。但我们将在 2017 果设置不正确或选择了错误的焊接参数，年 SNEC 上展出这款高产量系统，我们把 都可以很快地反馈给客户。通过使用远程 Kramer：我相信不会有太大的变化。从全此次贸易活动看得最为重要。我们的展位 支持，我们可以快速为客户提供反馈，不需 球来看，可再生能源，尤其是太阳能，是大号是 E3-550，我们将在展台向大家现场 要派维修技术人员前往客户现场，从而节 势所趋。一些国家或政府会更早意识到这一演示带 5 条主栅线的电池串焊接，我们期 点，但高科技系统并非总能由本土提供。待大家可以踊跃参观和讨论。中国是我们极其重要的一个市场。尽管如此，我们希望 www.teamtechnik.com将 TT4200 GIGA 推向全球。目前，印度也对我们的系统有极大兴趣，并进行了咨询。我们将在世界各地的商品交易会上亮相，并将借这些机会向有意向的群体展出全新的 GIGA 系统。PES：贵公司会定期为技术人员和客户提供培训吗？Kramer：帝目世界各地的专业维修技术人员随叫随到，可以确保在任何地点简单快速地安装和调试我们的串焊机系统。我们的服务合作伙伴也会在德国弗赖贝格的总 www.pessolar.com 59

专家意见CIGSfab（聚焦于玻璃涂层/共蒸镀）技术变革很显然地即将发生 PES有幸采访了Manz AG的创始人兼首席执行官Dieter Manz， 共同探讨德国高科技工程公司对发展CIGS薄膜太阳能电池技 术坚定不移的信念，以及如何取得成功。 Dieter Manz PES：首先请简要介绍一下您公司的背景， 电池、及高效率的太阳能组件，如果没有可60 以及当前如何进军太阳能和光伏行业? 靠的批量生产设备，这些产品将无法在全 球市场上占据销售份额，或是这些产品才 Dieter Manz：我于1987年在德国斯图加特 面临即将问世的阶段。 创立了自动化技术公司，如今已经发展成为 全球活跃的高科技生产设备制造商。我们 我们的技术囊括了六个广泛的领域：自动 全球拥有约1,800名员工，其中750名供职 化、量测、激光工艺、湿化学制程、印刷和 于亚洲分公司。 涂布、以及卷对卷工艺。我们继续深入开发 这些技术在消费电子行业、太阳能和储能 我们将自身视为新科技的推动者：生产设 三个商业战略领域。 备由“Manz制造”即代表产品在一开始即 具备创新性，第二步达到价格合理并负担 我们进军太阳能光伏行业已有30年。我们 得起。 试想智能手机的触摸屏、电动车的 可以当之无愧地说我们是光伏行业内第一

专家意见CIGSfab配置图个设计及建造批量生产线的高科技生产 同价，这意味着现在太阳能价格与传统的 合作的目标之一就是加速CIGS技术的进一设备龙头企业。我们的解决方案帮助电池 电价水平一样，甚至更低。这一事实使得太 步发展和商业化。而神华集团是中国规模和组件制造商降低成本，并且快速走进市 阳能即便在没有补贴的情况下，还是越来 最大和最现代的煤炭企业，也是中国最大场。 越有吸引力。而这个结果将会使得光伏产 的电力生产商。当前，中国的领导层致力于 业在全球强劲增长，而Manz已完全准备好 在今年将经济中的碳强度降低4%。这意味我们过去在晶硅太阳能市场立足了很多年。 在这增长中抓住机会。 着清洁能源的市场份额必然会提升。如今我们把全部重点放在薄膜太阳能电池上，特别是CIGS也就是铜铟镓硒薄膜电 PES：亚洲以及在内的中国对于Manz AG 你提到的研发合资企业就是迎合这种市池。为什么？就生产工序及效率的可扩展性 的重要性是什么? 场趋势而生，它将致力于发展成为世界领来说，这是最有前景的薄膜太阳能技术。我 先的CIGS薄膜太阳能技术研发企业。这们的CIGSfab-CIGS太阳能组件生产设备整 DM：我们在90年代末选择进军中国市场。 家合资企业将在北京建立44MW的CIGS厂解决方案，是全球目前唯一完全集成的 当时就看到中国将是我们最重要的市场之 研发线，跟我们 CIGSinnoline相类似,CIGS薄膜太阳能组件生产线。 一。2012年我们在苏州建了一个新工厂，以 CIGSinnoline现在也成为了新组建的研发合 便在太阳能、储源和消费电子行业给中国客 资企业的一部分。预计2018年该新生产线PES：公司的太阳能和光伏的业务在保持 户更好地本地服务。 将完成建设， 有了这两条生产线坐落在增长吗？又是如何利用这种增长的？ 德国及中国，我们将对CIGS技术的长远发 我们公司在台湾地区的历史更久远，2008 展作出极大的贡献。DM：我们公司在2010年分成三步进军 年我们收购了一家以显示器和印刷电路板CIGS市场。第一步是与当年 CIGS 组件领 的化学湿制程技术为主的公司。在印度和 除了将Manz CIGS Technology GmbH（包导制造商 Würth Solar 太阳能公司合作。 韩国，我们也已经成立多年的当地销售和 括CIGSinnoline在内）出售给研发合资企业接着一年后，我们购买了Würth Solar 太阳 服务团队。除了欧洲市场外，Manz现在在 外，在中国境外的专案，Manz尚保有CIGS能公司的生产线以及他们与ZSW共同开发 亚洲市场也非常强大，这就足以说明亚洲 技术的独家使用权。在中国境内，我们只通商业化CIGS技术的权利，ZSW不仅是一家 市场对我们的重要性，我指的是我们商业 过另一家合资企业出售CIGSfab。这家合资闻名全球的研究机构，还是薄膜太阳能电 战略中的三个版块：太阳能、储能和消费电 企业叫做苏州曼兹新能源装备有限公司，池组件效率世界记录的保持者 。最后，我 子行业。 由Manz集团、神华集团和上海电气共同投们公司将购买的生产线持续发展并命名为 资组建。CIGSinnoline。它年产能6MW，被我们用作 PES：我们知道在2017年开端，Manz 集团新设备和材料的试验线，这也被我们纳入 和神华集团附属子公司以及上海电气、北 第一个306MW的生产线订单已确定交给购买Manz CIGSfab的服务项目之一。因此， 京未来科技城发展集团一起共同成立了一 Manz集团。这将是中国最大也是世界第二任何由ZSW实验室研发的技术，我们立刻 家独特的研发合资企业，致力于CIGS薄膜 大的CIGS生产线。计划在重庆投建并于就能取得并在CIGSinnoline上测试。 太阳能技术。您能告诉我们其中的工作与 2019年初完成。 运作方式吗？在过去的几年里，公司在CIGS太阳能技术 PES：为什么研发如此重要?方面作了巨额的投资。我们这样做只有一个 DM：我们共同成立的合资企业确实很独目的：太阳能的故事才即将要开始。太阳能 特。我先讲述整体情况。上海电气集团股份 DM：大家应该知道CIGS的工序相当复杂，已经在全世界半数以上的国家达到了市电 有限公司是中国最大的火电设备制造商，并 因而，需要持续不断的投入研发。 在2016年5月成为了Manz的大股东。这次 www.pessolar.com 61

专家意见 我们的合作方ZSW在实验室已将CIGS组件 效率推到22.6%，成为世界记录保持者；另 运作中的CIGS组件（建筑一体化） 一方面，在我们施韦比施哈尔CIGSinnoline62 最好的Manz CIGS组件效率目前已经达到 了16%。因此，我们能清晰地看到巨大的潜 能，并持续投资于研发，将效率提升到18% 至20%来缩小差距，是可预见的未来。 正如我们所言，Manz生产的CIGS薄膜太 阳能组件，已经能比晶硅电池实现更低的 电价。如果我把高度可扩展性地生产工序 优化及组件效率增加，我认为从中期来 看，CIGS薄膜太阳能成本还会大幅降低， 这将使每瓦的成本降低到30 分美元左 右。 我相信，随着公司在CIGS技术上的进步，我 多年来谈到的，从晶硅转向薄膜的太阳能 技术变革即将到来。 PES：您能告诉我们目前正在进行的研发 项目吗？ DM：现在，我认为在组件制造规模方面， 有三个版块还没有达到最高水平：材料组 成、工艺工序的最优化及组件结构最优化， 我们有明确的方向并将所有的太阳能研发 资源投在CIGS薄膜太阳能技术上。 PES：我们知道Manz AG 近来签署了一些 大额合同，这是不是给了您很大的满足感 以及继续前行的信心呢？ DM：你说对了。我们公司多年以来坚定不 移地致力于CIGS薄膜太阳能技术，现在得 到了回报。 近期北京CIGS研发线和重庆 第一个CIGS生产线签署的两个合同，将会 打破市场局面。目前，潜在的客户们还犹豫 是否采用CIGS技术，但现在很显而易见的， 可以透过实际地工程项目中展示其潜力， 证明这项技术非常值得投资。我们如今已 展现我们的能力，而且我对后续的合作合 同很有信心，特别是在中国、中东和拉美。 PES：请您为我们讲述一下服务范围、生产 设备和使用CIGS技术的权利，以及Manz 所能提供的其它服务。 DM：当然，当CIGS生产线的客户准备提升 产量的时候，我们的工程师就会去现场查 看。同时这些客户还会获得扩产的升级包， 这是因为我们CIGS的研发部门致力于已安 装生产线的升级服务。 Manz还提供其它服务，就是特别因应不同 阶段所需发展的技术提供教育训练和员工 培训计划。我们还为当地工程师和操作员 提供符合最高德国工程标准的实习培训。 对于我来说，这就是交钥匙服务的含义： 为客户提供他所需要的一切。所以我说过 的，Manz将自身视为新科技的推动者，这 是有根有据的！ www.manz.com

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智囊团 高效电池器件中薄膜 层堆叠的污染源以及 OCTOPUS PECVD 沉积系 统中抑制交叉污染的方法 随着推升高效光伏电池器件效率水平的趋势不断持续，半导 体器件制造标准的调整也越来越多。其中的原因之一是薄膜层 堆叠的 p-i-n PV 电池结构对杂质影响的敏感度越来越高，可 能会增大对薄膜层本身功能或其表面相互作用的有害影响。 因此，生产工艺中必须采取适当措施抑 污染源 制薄膜污染。从设备的角度来看，亟需避 免潜在的污染源，并采取有效的处理方 外来或无用物质 寄生反应 法来避免所谓的记忆效应。具体而言，对 于 HJT 器件的制造，Indeotec 已经采用 1 流体所含杂质： 4 反应性材料产生的杂质产物 其 PECVD 镜像反应器概念推出了一项成 气体、化学物质 功的设计，无需翻转晶圆，从而消除了自动 5 腐蚀、工具零件溶解 翻转的潜在污染源。此外，Indeotec 还成 2 工具产生的杂质： 功测试了一种等离子体处理方法，这意味 腐蚀、除气、处理 沉积：观察发现，掺杂剂对表面污染的主要 着可以将本征和后续掺杂 a-Si:H 层放在 影响在于对器件薄膜质量的显著影响。这 一个反应器中，从而将所需沉积室的数量 3 颗粒： 些掺杂剂 (1) 残留在反应器沉积室壁的 减少一半。 流体中的悬浮物、磨损 设备上，或者 (2) 残留在承载盘上，即上 面表 1 中的第 2 项和第 5 项。未来随 污染源 表1 着效率水平的提高，可能需要更多考虑第 在污染物运输过程中，必须注意以下现 1 项工艺气体杂质。 由于器件制造过程的清洁度越来越受重 象： 如果沉积工具零件没有正确清洁或是清 视，因此有必要确定杂质来源及其对现在 布朗运动 洁周期过长，都会产生第 3 项颗粒污 和未来的影响。半导体行业的研究工作将 对流 成为分析污染源构成的指导方针 [1]。调 分子扩散 查结果见下表。 电磁扩散 对于本征和掺杂的 a-Si:H 薄膜的 PECVD 1 Baltzinger、Jean- Luc、Delahaye、Bruno：Contamination monitoring and analysis in semiconductor manufacturing（半导 体制造中的污染监测与分析）。Altis Semiconduc- tor，法国。文章发表在 2010 年 InTech 的《Semi- conductor Technologies》（半导体技术）一书。64

智囊团图 1：掺杂剂污染对 HJT 电池器件量子效率的影响 图 2：掺杂剂污染对 HJT 电池器件 I-V 特性的影响染。NF3 干法刻蚀等清洁过程在生产中 处理方法和结果 几乎下降了一个数量级（图 3）。VOC 降低需要密切监测，随着效率的提高可能更加 了 10-15%（图 4）。相形之下，对沉积室关键。 Indeotec 测试了干法清洁各种去除掺杂剂 进行处理后，寿命曲线几乎完全重叠，表 的处理方法，包括一种等离子体室处理程 明杂质已有效去除。连续监测 4 个循环，交叉污染对器件性能的影响 序，其成本较低，且每两次沉积之间的处理 见图 4。 时间较短，可以接受。对于顶部有 i-p 层且底部有 i-n 层堆叠 第二个测试系列需要确定反应器壁和承载的 HJT 结构，主要污染发生在本征层沉 初次测试包括几个沉积循环，目的是确定源 盘两种来源的掺杂剂去除处理的有效性。积在硅本体层时，但沉积室壁甚至托盘中 自反应器壁的潜在交叉污染的即刻影响。 重复循环 100 次 i-p 堆叠沉积并进行监之前的沉积循环残留的掺杂剂也会掺入 因此选择了关键的 i-p 沉积工序。测试 1 测，以检测长期可能发生的杂质累积效应。这一层。这会导致 QE 曲线大幅下降，在 程序如下：每 2 个循环之间不对 PECVD 假设 100 次循环之后会通过蚀刻清洁反I-V 图中也能明显地看到，参见图 1 和图 室进行处理。测试 2 程序如下：按顺序运 应器壁。在优化的生产环境中，这一间隔可2。本体 Si 与本征 a-Si:H 层之间界面污 行 4 个循环，在沉积循环之间对沉积室 能还会延长，以调整整体运行时间。染会导致载流子分离不充分，从而降低 PV 进行处理。电池器件的收集效率。通过单沉积室器件 为了获得真实的 I-V 曲线参数并最终获得沉积非晶硅/微晶硅薄膜 p-i-n 堆叠可以 所有测试均使用一个 PECVD 室在一套 效率数据，所有的电池器件都经过全面处了解硼污染的特殊影响。但是，HJT 电池 OCTOPUS II PECVD 系统中进行。结果表 理：顶部和底部 PECVD 层、顶部和底部架构的影响不同，无法立即改变硼污染的 明，反应器未经处理时，第 2 次沉积循环 TCO 沉积、接触。此外，在该系列的最后一处理方法。 的关键参数已经出现显著降低，参见图 3 次沉积循环（试验循环 #100）中，将涂覆 和图 4。在重复循环中，少数载流子寿命图 3：少数载流子寿命图。测试 1 为沉积室未经处理的第 2 次循 图 4：显示各次循环之间经过处理和未经处理的反应器沉积室之环。测试 2 为各次循环之间沉积室经过处理的 4 个沉积循环。 间差异的 VOC 图。请注意，并未针对这些测试优化钝化配方。 www.pessolar.com 65

智囊团 图 5：沉积室和晶圆承载盘多循环长期处理测试的工艺步骤图 次数与反应器壁相同的晶圆承载盘换成新 所有 100 次循环期间，寿命值始终保持 图 7 显示了 VOC 作为代表值的结果。 的，以确定可能差异。在第 1-99 次循环之 稳定。使用清洁的承载盘进行第 100 次 测量数据证实参数稳定处于高水平。同样， 间也对承载盘进行了处理。完整的测试工 循环时，可以观察到有轻微改善。钝化特性 这组参数测量也证实了掺杂剂去除方法的 序如图 5 所示。 没有出现即时或逐渐的降低，也没有观察 有效性。 到污染物累积。 对于 PECVD 工艺步骤 - 钝化和器件生 这种处理方法已经应用于 HJT 电池结构 成 - 测量并评估少数载流子寿命，推出 显然，所采用的处理方法非常高效地除去 的标准工艺程序中，对数千片晶圆进行了 VOC (iVOC) 和填充系数 (iFF) 的隐含 了反应器壁和承载盘上任何可能的掺杂剂 处理，包括各种不同的纹理配方和不同的 值。少数载流子寿命结果的综合总结如图 污染物。为了完成 PV 电池器件，对前体进 晶圆供应商。图 8 显示了参数 iVOC 和 6 所示。 行进一步处理以获得真实可比的 I-V 和效 iFF 的统计分布。均值较高，证明这种污染 率数据，并证实在钝化步骤检测到的趋势。 物去除处理方法具有普遍的稳健性。 图 6：长期测试的少数载流子寿命趋势图。处理程序可保持所有 图 7：100 次循环测试（系列 2）的 VOC 数据图。初次测试（系列 循环期间的 LT 水平。 1）的 VOC 数据点显示了未处理的即时强烈影响。66

智囊团图 8：不同纹理配方和/或不同晶圆供应商晶圆加工的 iVOC 和 iFF 分布图OCTOPUS 系统抑制交叉污染的具体设 图 9 所示为封闭式反应器设计。计特点 图 10：镜像反应器原理图（包括承载盘装载）就表 1 第 2 项“工具产生的杂质”而言，一些 OCTOPUS 设计特点值得强调，这些设计无疑有助于抑制交叉污染的潜在影响。本文研究的处理方法对于其他 PECVD 反应器系统的适用性：本文研究的处理方法仅适用于封闭式反应器设计。但是，即使封闭式 PECVD 反应器的设计理念也是多种多样的，特定反应器类型应通过上述的测试来证明适用性。内部处理的污染风险：专利镜像反应器概念的优点之一是可以在一个反应器中从上方沉积，在另一个反应器中从下方沉积，因此 OCTOPUS 系统设计不需要大量晶圆处理或自动翻转，因此完全不存在接触晶圆导致的污染风险，见图 10。承载盘残留带来的污染风险：在降低污染风险方面，镜像反应器的另一个优点与晶圆承载盘的暴露有关。假设承载盘送入系统时总是同一面朝上，之前循环涂覆过的承载盘永远不会对着“错误的”等离子体沉积侧，即可能有 i-p 涂层的一侧。请注意，如上所述，各循环之间都会去除硼，永远不会对着 i-n 涂层的等离子体侧，反之亦然。这种设计完全避免了几次循环后承载盘上混合覆盖 i-p 和 i-n叠层的情况。 www.pessolar.com 67

智囊团 图 11：OCTOPUS 成本降低特性概述 OCTOPUS 的设计特点和 ACCT（防交叉 图 12：OCTOPUS 与竞争产品 PECVD 系统的利用率比较 污染处理）对拥有成本的影响 图 13：HJT 电池 PECVD 工艺转化拥有成本的比较 系统占用空间和系统利用率（工具实际为 产品增加价值的具体时间比例）是两个关 键工具参数，它们决定了系统的生产率。图 11 说明了镜像反应器概念和 ACCT 方法 以何种方式、在何种程度上对这些参数产 生有利影响。 OCTOPUS 的创新设计与防交叉污染处理 ACCT 结合，可使系统利用率超过 75%， 是同类 PECVD 系统的标杆，见图 12。 对一套归一化吞吐量（标称 2400 片/小 时）PECVD 系统的拥有成本进行转化成本 分析，结果如图 13 所示。 结论 通过研究掺杂剂潜在的有害交叉污染，发 现并应用了一种高效的去除处理方法，成 功地抑制了掺杂剂杂质掺入本征层表面而 导致的退化效应。长期测试在 100 次循 环后也没有发现任何影响，从而证实了这 一结论。 ACCT 处理方法和 OCTOPUS 设计特点， 特别是镜像反应器，为光伏电池市场提供了 非常可靠的 PECVD 设备解决方案，成功 地证明即使在批量生产规模下也可以抑制 潜在的交叉污染风险。我们证实的另一个 优点是可以在单个反应器中分别沉积 i-p 和 i-n 堆叠，这样可以将沉积室的数量减 少一半，大幅减少系统占用空间，从而降低 资本支出。 www.indeotec.com68

Octopus III PECVD Cluster Deposition System for Heterojunction Cell DevicesREACTOR MIRROR TOPREACTOR MIRROR BOTTOM Anti Cross-Contamination Treatment NO wafer flipping LESS handling complexity 2F4ro0m0 cells/hr www.indeotec.com [email protected] Phone: +41 32 545 30 24

智囊团 通过综合压力原位测试 预测使用寿命 几十年来，太阳能的平准化度电成本 (LCOE) 一直在快速下降， 但这样的快速下降趋势还能延续多久呢？随着硅太阳能电池的 效率快速逼近理论极限，要进一步降低 LCOE，提高光伏组件 的使用寿命和可靠性正在变得越来越重要。 如今太阳能项目的规模越来越大，对于 图1：使用寿命内光伏组件的故障率 方法，在确定方案时不予考虑，而可能是根 EPC、投资者和能源生产商来说，精确预测 据部署组件的地理位置来确定。” 光伏组件的使用寿命并降低退化风险变得 IEC-61215 的加速寿命试验可以使行业和 越来越重要。研究发现，与温带地区的光 潜在客户很好地了解光伏组件的长期性能 此外，官方的 IEC 测试并不注重对组件内 伏项目相比，在热带（湿热）地区（如印度、 稳定性是否符合要求。不过，研究人员一致 部退化机制的了解。但了解退化机制非常重 马来西亚、印度尼西亚和中国部分地区）部 认为，当前的 IEC-61215 加速寿命试验主 要，也就是说，要了解退化的真实原因及其 署的光伏项目退化速度更快。另外，目前减 要用于确定早期故障率，并不能够准确地 与所观察到的故障、地理位置、湿热环境、 小玻璃和硅片厚度、增加硅电池层数、采用 预测使用寿命和寿命末期故障。 沙漠或北极环境之间可能存在的关联。 无框大型玻璃/玻璃组件、以及使用双面组 件等趋势可能会引发前所未见的故障，增 来自美国国家可再生能源实验室 (NREL) 无论是电池还是组件，许多问题仍无法确 加退化风险，而且更重要的是，会导致错误 的 John Wohlgemuth 表示：“就光伏行业 定，比如组件接口之间的相互影响，以及封 预测使用寿命。 而言，人们并不知道综合压力测试是预测 装和包装材料的作用。而且，环境因素的 光伏组件使用寿命能否达到 25 年的有效 新技术的应用忽视了这样一个问题，那就 是：我们是否真的可以保证这些新技术在 不同气候带的性能和退化情况能与之前的 光伏组件一样？ 要优化位于不同气候带的光伏组件的长期 稳定性和使用寿命，应联系当地气候条件 了解它们的退化情况，最大程度减少退化。 了解光伏电池或组件的退化机制还有助于 降低生产成本：在许多情况下是在组件中 加入保护材料来抵抗环境压力，保证组件 达到预期的使用寿命。 这些材料在组件的成本中占据了很大比 重。但是，为了确保达到预期的使用寿命， 通常会加入过多的保护材料，而如果深入了 解其退化机制，就可以从本质上提升太阳 能电池的稳定性和可预测性，从而减少保 护材料的使用，减轻光伏组件的重量，降 低成本。70

智囊团图2：多电池测试装置影响通常也不明确，尤其是在“综合压力条 以在 AAA 级照度下对光伏样本进行原位 使用寿命，我们建议使用这些试验中所用件”下，如湿度、温度、光线、偏压和机械压 监测。 的装置，因为它的综合压力因素和原位监力的综合影响。 控相较于标准的 IEC-61215 测试有了极 过去五年中，这些装置被用于研究沉积和 大改进。这些特性能够显著提高加速寿命要了解退化情况，延长现有和全新光伏技 环境条件的各种变化对光伏样品长期稳定 试验预测的准确性。术的使用寿命，提高可靠性，并将退化情况 性的影响。其中主要研究了对电池或组件与当地气候关联起来，需要采取不同的退 的构成和设计以及退化的影响。 与“标准”加速寿命试验相比，具有以下五化测试方法。 大优势： 在温度低于 85oC、相对湿度 85%、光照我们认为，仅仅增加当前 IEC 测试的数量 强度 1000 W/m2 的条件下对小型非封装 • 对温度、湿度、光照和偏压等综合压力或者调整测试顺序是不够的。因此，我们 CIGS 太阳能电池进行了大量试验。试验发 的影响进行测试。建议采用综合压力条件测试法，同时实时 现，在仅有高温和高光照，而无高湿度的监控退化特性，这是对退化机制进行定性 条件下，即使非封装的 CIGS 太阳能电池 • 可以调整压力，模拟当地气候，如沙漠和定量了解的最佳方法，即综合压力原位测 也能保持稳定。类似，碱含量较低的 CIGS 或北极环境。试（下文简称：CSI）。 太阳能电池在没有任何封装材料保护的情 况下也能够保持稳定。不过，碱含量标准的 • 可以调整电力变化，如模拟部分遮光的CSI 测试能够： 裸露 CIGS 太阳能电池在湿热和光照的影 效果。 响下，分流电阻和串联电阻出现了较为明显1.对组件及其材料施加综合压力，暴露实 的退化。 • 可以实时监控光伏性能，使测试更加地应用会出现的故障，以及不同的压力组合 简易、成本更低、更加快速，更好地了解退对材料退化速度加快和减慢的影响。 要利用这些研究结果来提升组件稳定性， 化机制。 还应考虑试验的局限性。其局限性在于试2.通过原位性能测试实时显示组件随着时 验室中设置的条件旨在快速发现退化效 • 可以在出现故障后直接停止测试进行间推移的退化情况。这有两大好处：1) 可 应，这些条件可能会造成一些实地应用不 故障分析，从而缩短测试时间，降低测试以更好地了解样品的退化情况 2) 可以在 会出现的故障，或故障的出现时间预测错 成本。发生故障时及时取出样本进行分析，从而 误。当然，也有可能出现相反的情况。缩短测试时间，更好地确定加速退化的因 因此，我们认为，综合压力原位测试 (CSI)素。 这些局限性表明，要真正预测组件的实地 能够显著改善您对太阳能电池和组件长期 性能和使用寿命，需要开展大量采用不同 稳定性的定性和定量了解及预测。更好地了3.模拟当地气候，确定样本的退化是否与 退化条件和样本构成的加速寿命试验。 解退化情况可减少保护材料的使用，提高特定的气候条件有关。 因此，应将这些试验结果与现场试验相结 光伏组件的效率，降低成本，并根据不同 合，这样才能全面了解光伏组件的长期稳 的气候条件进行定制。因此，综合压力原位为进一步了解光伏系统的退化机制，我们 定性。 测试 (CSI) 能够前所未有地降低太阳能设计并制造了多种综合压力测试装置。这 的 LCOE！些装置能够测试湿度、高温、电力负载和 要加深对退化情况的了解，更精确地预测光照对太阳能电池和组件的影响，同时可 致谢：感谢 Mirjam Theelen 博士 （Solliance）对本文的贡献。 www.pessolar.com 71

专家意见用于对硅片进行边缘刻蚀和去除表面磷硅玻璃的设备 降低成本与提高性能 RENA公司技术副总裁Holger Kuehnlein博士分享了一些 RENA对于光伏市场及其生产技术的看法 Holger Kuehnlein72

专家意见PES：您目前对光伏市场的印象是什么？ 印度、日本和欧洲都有大型市场。 中东、 的同时确保较低的运营成本。 北美和美洲的其他同行都在好转，因此，Holger Kuehnlein：我们发现，继2012至 很幸运的是，终端市场比5年前更加强健。 除此之外，我们向客户提供边缘隔离以及2014年的行业大衰退之后， 2015年起， 潜在的供大于求将仍是个问题，但将不会 酸性和碱性蚀刻制造设备，从而帮助我们我们终于迎来业务的复苏。 在我们的太 像2012至2014年太阳能行业大衰退那样 的客户打破瓶颈、提高产能。 我们还加装阳能分部，我们的客户要求我们提供湿法 严重。 但是： 模块价格将继续下滑，因 了大量的RENA InOxSide工具，以便在为化学电池处理的解决方案。 这主要涉及 此价格压力将仍然很大。 各地的客户一直 PERC设备抛光时加强背面蚀刻效果。 如锯状损伤消除和制绒、单侧蚀刻和清洁。 告诉我们要“降低成本”。 果想采用氧化铝进行背面钝化，那么使用2016年，在中国以外的新制造地点，产能 单一工具完成边缘隔离和抛光两个步骤对扩张业务势头强劲。 我们在马来西亚、印 PES：客户会有特别要求吗？ 于PERC来说无疑是一种好方法。 需要度和越南都看到可观的投资。 但同时，中 特别指出的是，将我们的碱性制绒和弹性国的客户也还在提高产能。 尤其是大型 HK：答案是肯定的，目前向单晶硅技术转 背面蚀刻工艺与我们的边缘隔离技术结合的一级制造商，他们在中国内外都已实施 变就是一种非常强劲的趋势！ 伴随着这 在一起可以使我们客户的单-PERC处理更提高产能的重要举措。 种转变，我们可以为我们的客户提供碱 灵活。 式制绒解决方案的工具和工艺。 我们的PES：供大于求会怎么样呢？ RENA monoTEX®工艺使得制绒时间非常短 客户也提出了改进现有生产线性能的要 （比如:6秒），因此我们的RENA BatchTex 求： 提高产量、降低化学品消耗以及进一HK：模块需求的终端市场每年都比预期增 制绒机有很高的产量。 市场对我们的产品 步延长生产时间。 所有这些与降低生产长更快。 同时，模块需求也比本世纪一十 反响很好，我们可以很高兴地说，我们在完 成本都是一致的。年代之初更加多样化： 现在中国、美国、 全满足客户对可靠、稳定制绒工艺的需求 www.pessolar.com 73

专家意见 每槽可处理400片的大产能碱制绒设备 PES：请谈谈用于多晶硅片的金刚石线锯 支出升级使RENA InTex酸性制绒机达到同 每瓦特成本起决定作用。 切割技术。 样水平的效率，从而赢得一定的客户群。 在第二阶段，我们提供一种新的蚀刻技术， PES：电池制造中的其他新技术呢？ HK：对于多晶产品来说，2016年是确实是 在不用催化金属的情况下获得最低的反 艰难的一年。 LONGi进入市场后提高了 光。但这需要一种新的工具，因为如果不借 HK：我们也正在探讨并为新方法（如：n 单晶硅片的产能，这给多晶硅片带来了巨 助额外工具无法对现有设备进行加装。 型）供应设备。 这些是类PERT结构，但我 大的价格压力。 这导致多晶硅片的价格 们还参与了针对硅异质结（SHJ）的项目。 从2016年第1季度至第3季度下滑了40% PES：那么，单晶和多晶，哪个会赢呢？ 总的来说，这些项目比主流的p型活动要小 ！ 尽管这些价格在2016年第4季度有所反 得多。 但业界对此类技术的兴趣正在显 弹，但降低硅片制造商成本的需求问题很 HK：毫无疑问，单晶硅上的p-PERC在接下 著提高。 目前我们的设备已实施了几个 突出。 因此硅片制造商再次在多晶领域 来几年里的发展势头会非常强劲。 它将为 n-PERT技术的项目；这些PERT模块现在 推动金刚石线锯切割工艺的使用。 这带 主流市场带来大于300瓦特的60片电池的 必须在实地测试中经受考验。 我们相信 来的挑战就是要以较低的成本为这些硅片 模块。 并且，由于PERC处理才刚刚起步， 双面电池和模块在一十年代末期将在市场 制绒并通过降低反光来提升其表面的光学 此类电池将会有一个较长、较强的生产流 上占有一席之地。 诸如背结电池和隧道 性能。 我们基于我们的内联平台提供金 程优化期。 多晶硅还必须与正在扩大的 接触电池之类的技术仍处于研发阶段，当 刚石线锯切割多晶硅片的解决方案。内联 单晶硅市场份额对抗： 它仍然提供最低 然，Sunpower除外。 平台重点在两个方面： 首先是通过低资本 的硅片单个成本，但它必须证明它还能保 持最低的每瓦特成本。 从长远来看，将是74

专家意见在硅片上进行铜沉积的湿法设备PES：贵公司在2016年售出了第一件镀铜 效率与丝网印刷的基线相比一样或略好。 续探索“低成本、高性能”之路。 一切都工具。 您能告诉我们关于其现状的更多 而且目前这是在没有对整个电池流程进行 与这个目标有关！ 为了实现这个目标，电情况吗? 大规模流程优化的情况下取得的！ 所以 池制造业的某些特定方面可能需要一次小 这项技术的前景非常好。 这些电池的模 的革命。HK：好的。对，去年我们向亚洲的一个一级 块集成正在进行，因此最迟于2017年中期，客户出售了第一台RENA InCellPlate Cu设 我们将看到认证的电镀正面接触模块。 例如：向PERC转变是一种进化手段，单晶备。 用镍、铜和一层薄薄的银构成的化学 硅的硅片价格下降及其可用性所带来的影淀积物来替代丝网印刷所需的银，可大幅 我们其他的几个客户对此项技术也表现出 响无疑是一次小革命。 这两个方面同时降低电池制造流程中银的消耗。 我们估 浓厚兴趣。 然而，大多数制造商目前正忙 作用，使300瓦特级的模块（60片电池）成计每片电池最多可节约0.06美元。 2016 于在他们的生产线中实施PERC，通过镀 为可能，这种模块就在几年前还是只有拥年下半年安装此工具之后，客户目前正逐渐 铜正面接触降低成本将是他们的下一项工 有异质结或背接触技术的制造商才能提供将此工艺集成到他们的电池生产中。 我不 作。 所以，这是其他客户尚未投资的原因 的绝对优质产品。 而现在的市场已经在能说得太详细，但目前该镀铜工艺集成到 之一。 >10 GW的范围内供应此类产品! 所以总的现有流程中的顺利程度令我们非常满意， 来说，我们相信在电池技术中，我们将不断坦白地说，是有点惊讶。 当然，也需要做 PES：那么，光伏行业中普遍存在的问题 看到与现有生产技术及其供应链兼容的技一些小的调整，比如氮化物淀积或优化快 呢? 它会是进化还是革命？ 术进化。烧条件，但对单晶和多晶电池，我们取得的 HK：亚洲的顶级电池和模块制造商们将继 www.rena.com www.pessolar.com 75

WORLDYOUR SOLAR 2017OmUeTdiNaOdaWtaCOVEREDEurotron ECN SNEC 2017 MERCK背接触不再只是一个概 双面光伏 – 从太阳能电 我们来提前了解一下 SNEC 位于德国达姆施塔特的念 - 已经过实践检验 池到 kWh 2017 年光伏展览会 Merck KgaA 公司的光伏业务 主管 Richard Harding 向 PES 讲述了该公司在光电子工业中 的业务情况，并就世界贸易提 出了自己的见解。电力与能源解决方案 – 第 1 期 – 2017 年高效能源评测繁荣的全球太阳能/光伏市场的迅猛发展 SOLAR ENERGY’S ESSENTIAL MEDIA DESTINATION 24,000+ READERS EXTENSIVE ONLINE AND MOBILE REACH BIG NAME INTERVIEWS NEWS, VIEWS AND ANALYSIS UNMISSABLE FEATURES AND AGENDA-SETTING COMMENT email [email protected] today www.pessolar.com76

专家意见光电材料一马当先默克集团 (Merck KGaA) 位于德国达姆施塔特，该公司光伏业务拓展主管 Richard Harding博士 向 PES 讲述了该公司在光电材料中的业务情况，并就世界贸易提出了自己的见解。PES：欢迎再次接受 PES 的采访。为了照 图 1：收购扩大了光电材料产品组合 PES：设立新部门主要有哪些好处？顾一下新读者，能否介绍一下贵公司？ 因此，目前我们拥有规模更大、覆盖面更广 RH：除了出色的物流、生产和营销协同效Richard Harding：过去 10 年，默克集团 的产品组合，我们向整个光电工业提供高 应之外，我们为拥有独一无二的专业团队已完成总价值高达 380 亿欧元的收购 科技专用化学制品。我们已引入全新业务 而深感自豪。来自各类材料和产品（从无机和撤资，从先前的制药化工公司转型为科 领域，名为光电材料。 单晶到功能强大的有机聚合物）领域的专技公司，主要涉足 3 个业务领域：医药健 业人士团结一心，携手并进。我们相信，这康、生命科学和高性能材料。全部都是参与 PES：该全新业务领域服务于哪些市场？ 种多样性以及跨职能知识经验将有利于我市场竞争和推动行业创新的平台。 们未来的创新。在高端材料细分市场，几乎 RH：“光电材料”业务领域服务于光学组件 没有我们做不到的。我们在这三大业务领域中拥有约 50,000 和电子组件整合的所有市场。这当然包括名员工。2016 年我们的营业额为 150 亿 光伏材料，比如我们上次谈到的 IBC 太阳 PES：贵公司活跃于许多业务领域。中国业欧元，其中有近 20 亿欧元用于研发。在 能电池掺杂浆料和 LED照明行业。现在还 务对于默克集团来说重要程度如何 – 尤高性能材料业务领域，我们针对要求严苛 包括光学镀膜、单晶和量子点前体材料、功 其是在太阳能行业？的应用开发了专用化学制品，这些应用包括 能性薄膜材料，以及技术应用专用材料。显示器和集成电路 (IC)。 RH：2016 年，亚太地区的营收再次占据 PES：研发对于默克集团来说重要程度如 高性能材料净销售额的绝大部分，份额达PES：除了显示器和集成电路材料外，贵公 何？ 到 80%。中国经济向高科技行业的转型令司在光电材料中的业务情况如何？ 人钦佩。而且，目前中国是我们日益重要的 RH：研发始终在默克高性能材料中发挥 高端材料业务市场。我们的太阳能业务尤为RH：材料與光的交互作用是我们的工作核 着至关重要的作用。2016 年，我们将约 如此，在该业务中，我们主要关注新一代高心。我们在 LCD 液晶和 OLED 材料中居 8.5% 的营收用于研发，其金额在化工行 效太阳能电池。于明显的领先地位。默克集团重点关注显 业中名列前茅。2016 年，我们重组了符合示器业务和集成电路材料业务。光电材料介 大趋势的未来业务领域的战略项目，比如于两者之间，我们因此能够从两个方面受 发展势头迅猛的微型化和物联网。益。也就是说，利用自己的综合专业技术服务于这个行业。PES：您能否为我们详细介绍一下光电材料这个业务领域？RH：过去几年，我们在这一业务领域发展迅猛。我们最初从两大支柱业务入手；LED照明和光伏，我们不断扩大市场影响范围，并成功向市场推出了新的创新产品。除了有机增长之外，我们还从近期对于安智电子材料公司 (AZ Electronic Materials) 和西格玛奥德里奇公司 (Sigma Aldrich) 的收购中获益匪浅，两次收购进一步壮大了我们的团队，为我们的业务领域引入了多个新项目和新产品（见图 1）。 www.pessolar.com 77

专家意见 图 2：默克集团全球分布 - 在 66 个国家拥有 158 个驻地。 PES：收购是否改变了贵公司的市场影 图 3：默克集团的光伏产品组合适用于几乎所有技术领域。 响？ 的材料平台基础之上，从无机前体到其他 系的核心。 RH：因当地显示器行业的发展，我们长久 领域，比如金属有机 CVD 气体和功能强 以来在亚洲一直保有强大的市场影响力， 大的有机聚合物（见图 3）。目前，我们为 PES：贵公司还活跃于 OPV 领域。此项新 但我们的大部分生产驻地都位于欧洲。通 来自所有传统光伏技术领域的客户服务，从 技术进展如何？ 过整合安智，我们扩大了日本和印度的生产 硅光伏到薄膜光伏，另外还有超高效 III-V 基地，通过整合西格玛奥德里奇，我们显著 太阳能电池。我们也能够为 OPV 和钙钛 RH：非常好，去年是 OPV 表现惊人的一 扩大了在美国的影响范围，同时增加了台湾 矿等新一代概念做出巨大贡献。 年。一方面，我们看到越来越多的公司投资 的生产设施。目前，我们在 66 个国家拥 OPV 生产线，并推出了首批产品。另一方 有 158 个驻地，可确保在全球拥有可靠 PES：那么什么没有改变呢？ 面，中国科学家特别论证了这一高效、新颖 的供应链（见图 2）。 的材料概念，尽管将这些概念应用于市场 RH：我们深知，技术发展变得日益复杂。 仍需要一段时间。但看到这一技术的上升 PES：全球政治格局发生了重大变化，比如 我们再也不能像原来一样独自开发未来创 空间显著增加，我们仍感到备受鼓舞。 英国脱欧；默克集团是否对此有所担忧？ 新。这正是我们认为合作变得更加重要的 原因所在。强大的合作理念过去一直是，并 www.merck-performance-materials. RH：最近一段时间，我们注意到贸易保护 将继续成为我们与客户和合作伙伴构建关 com/en/solar_and_energy/photovoltaics/ 主义逐渐抬头。作为一家在全球范围内运 photovoltaics.html 营的科技公司，这引发了我们的担忧。开放 贸易、出入境自由、知识产权保护以及可靠 的政治、法律和社会环境对我们来说至关 重要。 PES：您认为这些因素将会如何影响当前 的贸易协定？ RH：我们支持全球包容和促进公平竞争 的贸易政策。关税壁垒、英国脱欧和国家 单独行动不适合创造财富和保障工作。德 国是一个出口大国，自由、开放的欧洲以及 拥有公平生产条件的全球市场将能够在长 期确保人们遵守社会规范，并拥有稳定的 收入。 PES：贵公司在光伏领域的活动是否有所 变化？ RH：可是说有，也可以说没有。说有是因为， 目前我们的光伏产品组合建立在更加通用78

+10% UPGRADED 1 Visit us: SNEC 2017 | Shanghai, ChinaPERFORMANCE Operator April 19th-21th | E3-6505500 Cells/h 190 MW / year 3-4-5-6 Busbar ≥98 35 % Uptime m² Footprint 24/7 ProductionMORE MADE IN GERMANYTHAN engineering20 manufacturing photovoltaicYEARS www.m10-solar-campus.deKUBUS THE NEXT STRINGER Your contact person: Maximilian GermannEXPECT EVEN MORE• Highest material conversion yield M10 Industries AG• Up to 1800 modules per day (72 cells) Munzinger Strasse 10• Only 1 operator per shift needed and only to refill goods 79111 Freiburg | Germany• Non-stop production, even during ribbon exchanges or maintenance Phone: +49 761 4019 68 51 [email protected] / 10 MW more at same costs per year www.m10ag.com• Soldered cell matrix on a Tray and contactless soldering for highest precision• All state-of-the-art materials processable (3–6 busbar; half-cells; PERC etc.) Located on the M10 Solar Campus the solar competence center Discover more at: www.m10-solar-campus.com www.pessolar.com 79

PES 独家报导在同样的面积上产生更多的电能？作者：Elke Beune, Jonas & Redmann Group GmbH“在PERC和HJT太阳能电池生产过程中，高精度、高产能的自动化设备至关重要。”Jonas &Redmann 中国分公司执行董事于国丰先生说。“来自德国的自动化领域专家 Jonas & Redmann公司是太阳能行业最早的先锋之一，同时也是业内高端自动化设备卓越性能的不二代名词。自上个世纪末开始，自 2000 年起，该企业不仅在光伏产业的技术创新领域发挥了关键的作用，还大力地推动了该产业的进一步发展。这家由公司所有者持股的企业在位于德国柏林的总部开发和制造针对晶硅太阳能电池生产的各工序自动化设备，整厂自动传输线，丝网印刷以及测试分选设备。J&R创新性地提出了WHD(扩散工艺自动化)和WHP(PECVD工艺自动化)的自动化生产解决方案,并在市场上历经近千次的装机验证。 Lutz Redmann Mr Guofeng 光伏产业近年来经历了大起大落。一方80 面，多年来一直保持的降价趋势得以成功 延续，在过去几年中甚至还明显低于长期 以来的趋势，所以光伏组件对客户和安装 工来说非常便宜，而与此关联的发电成本 也因此很低，这是很令人欣喜的。尤其是 光伏阵列的采购成本已多年持续下跌。例 如 2006 年初，最高可达¬ 10 kWp 的全 套完整可投入使用的屋顶光伏阵列的成本 还平均大约在¬ 5.000 €/ kWp 左右，而 2017 年第一季度的平均价格仅为 1300 €/ kWp。 但是另一方面，光伏电池和组件制造商的成 本压力却因此大大增加了。为了进一步降低 光伏电池和组件的成本，除了降低其生产 成本，提高能量效率也起着特别关键的作 用，因为这尤其是在系统层面上也有着很 大的影响。

PES 独家报导在此背景下，该行业正在经历一场变革。作 技术路线图） 的预计，PERC（钝化发射极 模块化设备可适用于各个不同工艺的具体为全球范围内处于领先地位的太阳能电池 背面电池）技术将逐渐占据市场的主要份 要求，例如 PECVD、PVD、CVD 或 ALD。制造商及自动化开发合作伙伴，设备制造商 额。但 PERC 电池也只是其中一个提升能Jonas & Redmann 总会遇到新的挑战， 效的途径。另一条途径是所谓的 HJT 方案 通过对该系统多年不断的改进，这里所使目前最受欢迎的是有关高效工艺设备的自 （异质结），目前该技术正逐步进入批量生 用的夹持技术非常适合对带有极敏感涂层动装载和卸载解决方案。制造晶体硅太阳 产当中。制造高效异质结太阳能电池的关 的极薄晶圆的处理。该公司只采用极为柔能电池的原有标准工艺将被新的工艺所取 键在于无定形硅层（无定形硅）。在组合设 和的处理方案，同时也采用享有专利的夹代。在过去的 30 年中，标准电池技术的 备如设备制造商迈耶·博格制造的 HELIA 持技术。根据每项具体任务——装载、托稳步和逐步完善过程，无论是在经济方面 PECVD 型号中，既可以沉淀用于钝化异 盘装载/卸载或者卸载——利用例如伯努还是技术方面都是很有吸引力的。现在，标 质结电池的电结构的内源性无定形硅层， 利原理精确地匹配不同的夹具。若要在异准技术已经达到了它的极限，但在整个价 也可以沉淀用于生产该结构的掺杂层。使 质结电池生产中使用——这里对柔和的表值链中却积累了更多的技术知识，所以是时 用 PECVD（等离子体增强化学汽相淀积） 面处理和将晶片放在托盘上的精确度的要候引进新技术来建立一个新的、可以起到 可以在一个差不多是连续的过程中沉淀无 求尤其重要——Jonas & Redmann 可提支撑作用的平台了。和每一项新技术一样， 定形硅层。异质结电池的双面接触也都是 供一套借助摄像机技术的高精套件，通过从实验室转换到量产阶段是一个挑战。 通过透明的、导电的氧化层（TCO），借助 将晶片高度精准地放置在托盘的口袋里，在光伏产业，提高效率和降低成本的进展 PVD（物理汽相沉积，利用特殊的磁控管溅 可以提高电池的能效并在实践中得到了证和概念也是一个新的并且复杂的过程。工 镀）在一个连贯运行的过程中进行沉淀。这 实。Jonas & Redmann 还可以在设备中集业规模的生产和自动化进程需要高度积累 样产生的层，特别是非晶层是极其敏感的， 成例如用于检测晶片破裂或者色彩控制的的经验和理解相关的物理过程。Jonas & 而且除了降低硅片厚度，还对工业生产中的 多个不同测量系统。根据具体的生产环境Redmann 拥有这项技术源于多年在晶体 电池处理提出很高的要求。 或者工艺设备，可将一款紧凑小型的 WHP太阳能电池领域所做的尝试。在今年上海 托盘作为单端或者双端解决方案实施。的 SNEC 国际太阳能产业及光伏工程展 “涂层技术是太阳能电池效率的关键上，将推出其“针对以晶体硅为基础的新一 组成部分。” 十六多年以来，Jonas & 对于在高效太阳能电池生产中使用的自动代太阳能电池的高精密自动化技术” 。 Redmann 一直为这一关键工艺步骤提供 化内嵌式涂层设备来说，除了具备许多功 高性能自动化设备。今天，我们的托盘装 能选项，还配备了一系列标准化的创新功“在以创新为驱动的光伏行业，自动化设备 载机/卸载机是用于内嵌式PECVD 系统 能，可以提升涂层的精确度或者减少出现制造商必须致力于通过开发高速自动化设 的自动化的行业标准。该系统可以满足极 裂痕。一个标准化的托盘固定和对中功能，备来改进对硅片的取放模式并降低单片生 高的要求，特别是涉及到例如 HJT等高效 可以将托盘精准地定位并提供出色的定位产成本。”（于国丰，Jonas & Redmann 中 电池的生产。（Lutz Redmann，Jonas & 结果。该设备可以毫无问题地搭配不同尺国区总经理） Redmann 集团首席执行官） 寸的托盘（例如 6x4、5x4、6x9、6x7、8x8 、9x11）。得益于智能化工程，更换规格现该企业目前把重点主要放在涂层和等离子 今年的4月19日-21日，Jonas & Redmann 在简单易行，可即插即用。WHP 托盘可轻体沉积过程的自动装卸解决方案的开发 将会在SNEC的展位E3-575为您展示一款 松达到 4000 w/rh 的吞吐量，破损率小上。因为提高了所使用的硅材料的质量，同 模块化托盘装载机/卸载机，在满足这些要 于 0.02%。时电池的厚度也减少到小于 200 微米， 求的同时，还在产能、正常运行时间和占用因此电池的表面变得越来越重要。太阳能 空间等方面提供一流的性能。该设备是极 “我们的目标是坚持技术创新以及将各个电池的制造商通过例如集成一个附加的经 为先进的装载和卸载解决方案，适用于基 单个的工艺设备的卓越性能和开拓性的整过激光处理的、带孔的电介质层，从而进一 于内嵌式方案的通过扁平载体或托盘输送 体系统结合起来。只有这样，才能实现最高步提升工业用太阳能电池的效率。该电介 晶片的工艺设备，例如用于沉积超薄钝化层 效率的生产。”（Lutz Redmann，Jonas &质层将光反射到电池上，无需产生载流子 （例如 Al2O3）的 ALD（原子层沉积）， Redmann 集团首席执行官）便可渗入到背面。这又制造出另外一个产 用于沉积非晶或微晶硅层的离子注入或者生载流子的机会。根据ITRPV （国际光伏 PECVD（等离子体增强化学气相沉积）。 www.jonas-redmann.com www.pessolar.com 81

PES 独家报导大规模生产中太阳能电池的ALD 钝化：Levitrack HP撰稿人：V. Kuznetsov、S. van der Linde、K. Vanormelingen、E. Granneman、J. BeijersbergenLevitech BV, Versterkerstraat 10, 1322AP Almere, The Netherlands在过去几年中，PERC 电池的产能显示出快速的增长。中国和 些 PV 公司正在开发 n 型电池的正面钝其他亚洲国家的电池制造商已公布了重要的未来扩张计划。 化，并在试产线中使用 Levitrack 系统。对于这种先进的电池类型而言，优异的表面钝化是制造高效太阳能电池的关键。要达到所需的表面钝化水平，Al2O3 几乎 基于大批量制造中的经验，Levitech是所有 PERC 制造的首选材料。 开发了 Levitrack 系统的第二代版 本：Levitrack HP。Levitrack HP 的主要优已开发和设计出两种沉积方法及相应的 TMA 前体的消耗 [2]。N 型电池的正面 点是可靠性提高、易于维护以及吞吐量更系统，它们已达到可以投入工业大规模 钝化需要具有几 nm 厚度的 Al2O3 层，生产的水平：等离子体增强化学气相沉积 因此需要 ALD 技术。虽然 n 型电池技术 高。本文将对该系统加以说明。(PECVD) 和时间/空间原子层沉积 (ALD) 目前正在由领先的 PV 公司进行开发，但。对 CVD 来说，反应物（前体）与邻近晶 PERC 产品有利的性价比将会延迟 n 型 Levitrack ALD 原理片表面的气相混合，而对 ALD 来说，反应 电池市场份额的增长 [3]。物是逐层沉积在晶片上的。 经典的（时间）ALD 为缓慢的层沉积过程， 用于 Al2O3 钝化的 Levitrack ALD 技术 因为薄层的生长需要许多周期（由 4 个步因此，ALD Al2O3 层比 PECVD 层更具均 已被成功引入若干领先的 PV 公司，在这 骤组成：前体 1、吹扫、前体 2、吹扫）。每匀性和共形性，并提供了更佳的钝化，从而 些公司，Levitrack 系统在大规模生产中 个周期得到 0.12 nm 的 Al2O3 单层。虽导致电池效率得到高达 0.2%abs 的提高 24/7 全天候运行，并且能显著提高太阳能 然这种缓慢的沉积使得难以达到 PV 工业[1]。另外，ALD 钝化在经济上是优选的， 电池效率。ALD 钝化主要用于 PERC 和 中所需的高吞吐量，但是 Levitech 已经成因为可以使用更薄的层，因此降低了对昂贵 IBC 电池大规模生产中的背面钝化，而一 功地开发了使用空间 ALD 的高吞吐量系 统。图 1 为 Levitrack ALD 技术的原理。 通过 Levitrack 在窄通道内部传送晶片， 在此期间，晶片随后横穿沉积一个 Al2O3 单层所需的两个前体气体区域 TMA 和 H2O、一个 ALD 单元。这样，通道的长度 图 1.Levitrack ALD 技术的原理（大气压空间 ALD）。晶片跨过具有连续提供的前体（TMA 和 H2O）的区域移动。82

PES 独家报导（轨道）由所需的层厚度确定：6 nm 层的沉积需要 6 m 长的 在大规模生产中使用 Levitrack HP ALD 钝化的太阳能电池的效ALD 2 轨道。基底与通道壁之间的窄缝隙允许在晶片的一面上进 率行 ALD 沉积，而另一面通过氮气流免于沉积。 在大规模生产中，Levitrack HP 主要用于 n-IBC 电池和 PERC因为轨道以一定角度放置，并且晶片只是通过重力连续地移动通 电池的制造。本部分将介绍并讨论这两种电池类型的电池成效。过轨道，所以吞吐量由轨道中的晶片速度决定。虽然该技术的成本已经很低，其吞吐量目前在大规模生产中已高达 3600 个晶片/小 N 型 IBC 电池具有背部接触结构，即电极位于背面，以增加光接时，但 Levitech 经过不断努力，进一步将吞吐量提高至约 4800 收面积。另外，电池的正面具有纹理，以获得“黑硅”效应并提高吸个晶片/小时。 光率。为了降低电池成本，初始 Si 晶片的厚度为 130 微米。所 得的电池效率在 21.8% 至 23.1% 范围内。 另外，使用 Levitrack ALD 钝化制造不同的 PERC 电池。多硅 PERC 的典型效率值为 19.6 - 20.2%，而单硅 PERC 达到 20.8 – 21.4%。对于双面电池 3 而言，获得高达 24.5% 的效 率（等效假设从背面增加 15%）。图 2a 为单硅 PERC 的制造批 次内的典型效率分布。图 2b 为相对于采用 BSF 钝化的常规电 池，采用 Al2O3 钝化的 PERC 电池的效率增益。在将 ALD 与 PECVD Al2O3 钝化进行比较时，由于 Voc（约 3 mV）和 Jsc（约 0.1 mA/cm2）的提高，导致 ALD 钝化获得更佳的约 0.2% abs 的电池效率 [4]。 Levitrack HP 系统 Levitrack HP 为第二代 Levitrack 系统，根据大规模生产中所运 行系统的反馈，其性能和可靠性已显著提高。这种性能改进是通过 优化系统硬件、增加维护间隔和升级系统控制 SW 来实现的。 重要的改进之一是优化了轨道中处理通道的尺寸。因为晶片的生 产可以在厚度和弯曲度方面有所变化，这取决于电池类型和晶片 供应商所提供晶片的质量，因此我们使用与生产相关的宽范围的 晶片厚度和弯曲度公差进行了数值模拟。基于这些计算，处理通 道间隙得到优化，使得 Levitrack HP 无需系统调整就可以处理厚 度在 100 至 300 微米范围内的晶片。对于此类处理间隙而言， 来自顶部和底部的气体压力足以使具有过大弯曲度的晶片变平，同 时处理袋的宽度得到优化，以适应 156.75 mm 的较宽晶片，这 种晶片在过去几年中引入生产并高达 157 mm。具有较小宽度的 晶片可以在轨道中进行处理而无需任何调整。 另一个重大的改进是，与初始系统版本相比，Levitrack HP 的维 护间隔期要长得多。借助 Levitrack HP，现在可以在无需清洁反应 器的情况下处理 30 至 50 万个晶片 4。这已经通过两个重要的 修改得以实现：TMA 与 H2O 前体区之间更佳的 N2 吹扫，以及 防止 AlOx 沉积物从反应器（轨道）壁剥落的专有高性能 (HP) 涂层。在不提高轨道中的加工压力的情况下，通过引入允许较高图 2.(a) 采用 Levitrack HP ALD 钝化的电池的效率分布。效率为 21.4% 的电池具有 5.228W 的输出功率，其中 Voc 为 0.668V，Jsc 为9.849A。(b) 与采用 BSF 钝化的常规电池相比，采用 Al2O3 钝化的 PERC 电池的效率增益 www.pessolar.com 83

PES 独家报导 N2 流量的 N2 入口和排气孔图案来实现更佳的 N2 吹扫。在需 要清洁系统硬件部件时，可将它们从系统中取出并替换上第二套 清洁过的部件，从而缩短维护时间。反应器壁上的 HP 涂层让选 择性去除（蚀刻）AlOx 沉积物变得非常轻松。 Levitrack HP 的控制软件经过改进，能够更好地控制晶片在轨道 中的传送。软件计算每个轨道区段中的晶片速度，并且当存在晶片 减速风险时，可以暂时停止轨道中的晶片装载。当晶片通过安装于 轨道每 1m 区段处的其中一个压力传感器时，检测到压力峰值。 使用晶片的后续压力峰值计算该特定晶片的晶片速度。 图 3 汇总了 Levitrack HP 在生产中的基本系统日志。左上侧的 图像 (a) 为运行系统的用户界面的实际图像，描绘了不同压力传 感器处的压力峰值。均匀间隔的峰值与恒定的晶片传送相关。 图 3b 显示的是一天的系统生产量、累积以及瞬时吞吐量。对该特 定系统而言，3200 个晶片/小时的基线吞吐量已足够满足要求。吞 吐量的下降是由晶片不可用性引起的。Levitrack HP 使用 SEMI 10 标准定义设备状态，将由轨道中晶片减速（轨道不可用于晶片 装载）导致的非计划停机时间限制在不显著影响整个系统吞吐量 的范围内。图 3c 中给出了 3 个月的大规模生产中整个系统的 正常运行时间。实现了 95% 的平均正常运行时间。该结果展示 了 Levitrack 在高效率和具有成本竞争力的太阳能电池生产中的 潜力。 与 20 nm 的标准 PECVD AlOx 层相比，约 5-6 nm 的 ALD Al2O3 层厚度获得了最佳电池效率。在 Levitrack HP 中，此类 薄层需要仅 5-7.5g/h 的 TMA 用量，与 PECVD AlOx 系统相 比，TMA 成本节省了约 23 万欧元/年。Levitrack Al2O3 钝化的 拥有成本为 0.012 欧元/晶片，包括系统折旧和所有其他成本。除 Al2O3 钝化层之外，还需要 SiNx 封盖层。该层由 Levitech 的合 作公司提供，拥有成本为 0.013 欧元/晶片。因此，钝化叠层 ALD Al2O3 /直接等离子体 CVD SiNx 的 0.025 欧元/晶片的相加总 拥有成本，低于竞争产品 PECVD AlOx/SiNx 叠层的拥有成本。6 总结 Levitrack ALD 技术允许采用 Al2O3 钝化，在低拥有成本情况下 使太阳能电池获得比 PECVD AlOx 更高的效率。通过优化处理 室几何形状以适应具有不同厚度（100 至 300 微米）的晶片，并 允许晶片弯曲度具有大的公差，已经实现了系统性能和可靠性的 改进。通过更好地分离前体气体和施加防止 AlOx 沉积物剥落的 专有涂层，使维护周期得以延长。可在无需清洁反应器的情况实现 30 至 50 万个晶片的处理能力，并能达到 95% 的系统正常运 行时间。Levitrack HP 系统在大规模生产中证明能够极好地钝化 PERC 和 n 型 IBC 电池，其效率分别高达 21.4% 和 23.1%。 www.levitech.nl 参考文献 图 3.(a) 生产中 Levitrack HP 的丝网印刷，通过检测压力峰值显 示每个区段中的晶片传送，(b) 典型的 24 小时生产日志：所处理 [1] K. Vanormelingen et al., Back Side Passivation in Industrial 晶片的计数和生产量，(c) 使用设备状态日志计算的每日正常运行 Mass Production, EU PVSEC 2016, Munich, 2BV.7.39 时间。 [2] S.K.Chunduri, M. Schmela, PERC Solar Cell Technology 2016, TaiyangNews UG, Munich, Germany, p. 21. [3] PERC and Black Silicon Battle It Out for Dominance in High- Efficiency Market, © 2016 EnergyTrend, a Business Division of TrendForce Corp, 30/052016 [4] J. Beijersbergen, K. Vanormelingen, , X. Pages, V. Kuznetsov, and E. Granneman ‘Industrial Optimization of Al2O3 Passivation Layers in New Cell Designs: a Comparison between PECVD and ALD’, Japanese Journal of Appl.Physics (Submitted for publication)84

aitnSSSNEseh3Etea-Can3nu2g9ds0h31ai7, Future Proof Module Testing Station DE INMA ND FINLA• 120 modules / hour – 300 MW testing capacity• Combined IV, EL, and Hipot – Save floor area• Fully automatic – No operators needed• TÜV Rheinland certified A+A+A+ simulator• Accurate high efficiency / PERC module testing• IEC 60904-9 Ed. 3 ready spectrum• Automatic calibration and irradiance uniformity adjustment www.endeas.fi www.pessolar.com 85

PES 独家报导太阳能离子注入技术：超越前接触式太阳能电池Babak Adibi, Ph.D., Chris Smith, Paul WerbanethIntevac, Inc.美国加利福尼亚州Santa Clara Babak Adibi 介绍 虽然在能源消耗中能源使用效率确实是一86 种良性的“第五能源”，但是也要认识到生 对于传统前接触式n型和p型太阳能光伏器 产更高效能源的价值。在光伏电池工业中， 件，我们曾写到过1连续束流式离子注入系 对更高太阳能电池转化效率的追求使得更 统已经在大规模商业化电池制造应用中成 成熟的电池技术及电池结构成功引入商业 功地证明了它们能改善磷及硼掺杂，使效 生产制造中，包括从多晶硅到单晶硅太阳 率的提升超过了传统扩散炉，同时由于消除 能电池的转变，从P型到 N型电池以及从前 了扩散氧化和随之而来的多个生产步骤从 接触式到背接触式电池的转变，这些转变 而很大程度地降低了生产成本。此外，本文 的结果就是稳定的电池效率的增量增益。 还将讨论太阳能离子注入技术后续在背接 触式/双面电池技术中的运用及其优势。 在光伏国际技术路线图（ITRPV）第七版中 的PV电池效率趋势（图1），含有以下来自 太阳能电池路线图 - 优化前接触式电池 ITRPV的描述：“与P型电池相比，N型电池 显示出更高的效率潜力……基于N型电池的 “能源使用效率被称为“第五能源”（继 概念，HJT和背接触式电池将达到更高更 煤、石油、核电和可再生能源之后）；它被 显著的效率”3 视为加速向绿色能源经济过渡的无成本工 具。”2 3 “International Technology Roadmap for Pho- tovoltaic (ITPRV), Seventh Edition” pp. 30-31, 1 “Solar Ion Implant is Now,” PES Solar China October 2016, retrieved from http://www.itrpv.net/ 2016 Issue 2, pp. 8-11, retrieved from http://online. Reports/Downloads/ pubhtml5.com/sofy/rnnr/ 2 David Owen, “The Efficiency Dilemma,” 纽约, 2010年12月20日,检索自http://www.newyorker. com/magazine/2010/12/20/the-efficiency-dilemma

PES 独家报导图1 硅太阳能电池的平均稳定效率值(156mm x 156mm)双面太阳能电池和离子注入的优点 的能量范围。 灵活性有限的工艺，与能够实现宽范围的 热扩散，富硼层和离子注入 方块电阻的离子注入相反，不能达到超过随着电池制造商从p型单晶前接触式电池向 对于背表面场（BSF）电池或双面电池，太 基本方块电阻大范围的能力。双面电池推进，使用离子注入的优点变得 阳能电池制造商通常使用传统的均匀热气更加突出。离子注入发射极为太阳能电池 体扩散方法来实现掺杂，硅片在高温下通 更关键的是，在硼扩散工艺过程中，会在硅制造商提供了巨大的优势，例如将电池转 过BBr3扩散后，随后进行处理以去除在气 片表面形成一层富硼层; 这种富硼“死层”换效率提高到21％范围，甚至更高。 体扩散（玻璃蚀刻）期间形成的氧化物，以 导致不良导电层的形成，这很可能将首先消 及进行边缘隔离步骤。热扩散通常是一种 除硼扩散效应。光伏产业中的早期采用者已经使用离子注入来形成双面电池的发射极。离子注入技 图2 硼扩散和注入硼层 硼注入及使用如B2H6、BF3、B2Fn等特气术及其随后的退火步骤具有很宽的工艺窗口，并能够精细调整发射极性能。通过选择所使用的掺杂剂种类、所注入的能量（其决定发射极层深度）以及调整直接决定方块电阻的注入剂量，离子注入可以提供一定范围内的方块电阻。此外，注入后的退火条件（时间、温度和环境）能够更进一步确保方块电阻精确并与目标电性能规格相一致。以每小时3000片产能运行的IntevacENERGi离子注入系统能够提供5E14至1E16 掺杂剂/ cm2的剂量范围以及匹配 www.pessolar.com 87

PES 独家报导 图3 离子注入阴影掩模性能 为实现轻掺杂BSF提供更大的灵活性，并且 关于磷离子注入前驱体 - 传统磷源与先进 诸如Matheson4（用于PH3和AsH3的 有利于提升太阳能电池的开路电压。此外， SDS磷源 SAGETM）和Praxair（UpTime®）这样的供 通过调整所注入的剂量和能量，及调整随 应商，其产品兼顾了固体磷源的安全性优 后的退火时间和温度，基于离子注入的掺 在商业制造中磷作为电子器件的掺杂剂已 势并且具有更好的气源生产率。 杂工艺能够实现大范围的方块电阻，为太 有很长的历史：磷是硅基半导体中最常见的 阳能电池的设计及结构提供保障。据报道， 掺杂剂之一，它已被成功地使用了几十年。 关于Intevac ENERGi™ 使用大于100 Ohms/Sq的轻掺杂BSF的太 在离子注入系统中，从安全性、工艺结果达 阳能电池能够达到更高的开路电压，这对 成程度和易于维护的角度考量，磷都不失 Intevac ENERGi离子注入机（图Y）是一个 提升太阳能电池效率具有很大的帮助。 为一种好的掺杂剂选择，而其中固态源（红 高产量、连续束流的离子注入设备，其利 磷）和气态源（PH3）使用又较为广泛。 用了一个大面积电感耦合等离子体源，几 此外，离子注入在单面侧注入的表现非常 乎能够与工业中所使用的任何常用注入 好，不会产生绕镀的现象，从而无须进行边 我们熟知的红磷通常作用于点火材料（例如 掺杂剂源协同操作。与等离子体浸没注入 缘刻蚀工艺步骤。 厨房火柴）。而当磷应用于离子注入时，固 系统相比，Intevac ENERGi设备可以提供 体红磷需要在温度控制炉中加热，所产生 高达100keV的大范围加速能量，并且即使 使用阴影掩模选择性注入的优点 的磷蒸气成为注入源。在计算红磷源离子 在低注入能量下也可以维持高束流，通常 注入系统整体设备使用效率时，必须考虑 这对质量分析注入系统来说是难以达成 用于BSF的选择性注入技术，能够形成重 到达到稳定的蒸汽压力（加热）和更换/补 的。ENERGi离子注入机的设计产量大于 掺杂和轻掺杂的区域。在重掺杂区域中改 充固体磷源（冷却）所需的烘箱加热时间和 2800片/每小时，这得益于ENERGi同时进 善金属接触传导，并且还能够使少数载流 冷却时间。并且，如果将来离子可供注入器 行三工位加工的结构设计，而非像其他注 子在金属线之间的轻掺杂区域中得到最佳 设备同时用于磷和砷掺杂时，不同源之间 入设备那样一次在单个硅片上加工。该设 的传输，提高少数载流子寿命。ENERGi太 切换的时间可长达90分钟。 计的一个额外的好处是，晶片的并排通过 阳能注入系统可以实现全注入，并且通过 离子束的运动有助于获得优异的掺杂剂均 使用阴影掩模实现选择性注入。我们已经 使用PH3气体作为离子注入机的磷源，从P 匀性。 完善了阴影掩模的制造技术以满足选择性 向As物质（AsH3）的切换时间要快得多， 注入的要求，并且已经在许多太阳能电池客 具有极大的生产率优势。此外， PH3瓶更 Intevac的ENERGi太阳能离子注入系统已 户端进行了选择性注入测试，结果显示选 换所需的系统设备停机时间显着小于红磷 被证明可以提高前接触式电池、PERC电 择性注入对太阳能电池效率增益在0.2％至 源设备换源操作所需的时间。 池、N-PERT电池、双面电池和IBC电池的效 0.3％之间。利用一维和二维图案化掩模技 术，选择性离子注入也易于应用在IBC太阳 对于PH3气体的输送，如今有多种低压 4 “SAGE™ MOCVD / GSMBESafe High Capacity 能电池生产工艺中。 气体输送系统（SAGS，SDS）可供选择， Storage of Hydride Gas Sources” 检索自http:// www2.mathesongas.com/pdfs/litCenter/SAGE- DataSheets/Safe%20High%20Capacity%20Stor- age%20of%20Hydride%20Gas%20Sources.pdf88

PES 独家报导图 4 – Intevac ENERGi率，同时能够为客户提供独特的图形化选 个人简介择性发射极和IBC电池制程能力。 Babak Adibi具有伦敦帝国学院物理学学士学位，英国萨里大学的核科学学士学结论 位及博士学位，英国萨里大学电气工程系离子注入学学士学位。Adibi博士现担任 Intevac股份有限公司旗下——太阳能离子注入集团总经理及副总裁职务，同时，他太阳能离子注入系统正被商业太阳能电池 领导关于开展集团内部太阳能离子注入产品线的商业和技术管理。此前，作为Solar制造中的早期采用者使用。ITRPV在其光伏 ImplantTechnologies公司创始人兼董事长，为了提供一种先进的半导体硅光伏电产业路线图中预测光伏产业将从前接触电 池，Adibi博士研发了紧凑型离子注入模块并使之商业化。在SIT时，Adibi博士开发了池转变到背接触或双面电池结构，从而提 一个专利系统，能够同时对选择性发射器和叉指背接触式电池注入均质和图案化注高太阳能电池转换效率。在这些电池技术 入。作为一名经验丰富的技术专家，他曾在Applied Material公司工作18年并管理一些中，离子注入相比于热扩散工艺具有更宽 列的离子注入系统和结形成设备。Adibi博士专注于离子注入设备和方法的研究，在半的工艺窗口以及更好的掺杂分布，避免了可 导体、太阳能设备以及加工应用方面持有多种专利并发表过大量论文。能随着热扩散而形成的富硼“死层”。离子注入的另一个显著优势是其具有使用阴影 [email protected]掩模而达到选择性注入（选择性掺杂）的能力。CMOS 集成电路制造产业已经经历 Chris Smith 具有美国加利福尼亚州圣荷西州立大学工商管理管理学士学位。目前担了磷前驱体的进展，从过去的传统红磷（固 任Intevac公司业务开发副总裁，在半导体和太阳能设备市场拥有超过25年的经验。体）前驱体开始，到今天的先进气体输送系 在加入Intevac之前，Smith先生曾担任欧瑞康太阳能公司的销售服务部高级副总裁；统，其将传统源的安全处理优势与可应用 还曾担任Cymer销售服务部高级副总裁。于1994年至2006年Smith先生在应用材料于大规模制造的气态源相结合。 公司任职，在那里他担任过几个执行级职位，包括化学机械抛光产品业务组总经理、 电介质和物理气相沉积产品业务组全球业务发展部总经理。此外，Smith先生还持有 www.intevac.com 几项美国专利。感谢 [email protected]作者感谢中国及台湾地区Intevac公司太阳 Paul Werbaneth具有美国纽约州伊萨卡康奈尔大学的化学工程学士学位，近期完成能业务部门总经理陈一翔，工艺经理卢小 了康奈尔大学夏季FALCON项目的口语日语学习和康奈尔大学的市场营销战略课程。武，及项目经理陆晓春先生准备本文的中 目前担任Intevac公司的全球产品营销总监，他撰写大量有关半导体工艺技术和半导文版本。 体固定设备业务的文章、论文和博客。 [email protected] www.pessolar.com 89

智囊团 投资光伏时选择优 质材料的重要性 背板选择 撰稿人：Coveme 创新主管 Luigi Marras 选择拥有悠久的优质标准背板生产历史， 初始成本（投资）和投资回报率（利润）严重影响光伏投资的 并且能够帮助您做出正确选择的供应商对 性价比，而投资回报率取决于性能（能源输出）、时间和维护成 于实现利润最大化并将风险降至最低至关 本。能否正确选择背板材料会对这三个参数产生影响。 重要。本文分析了试验和实地使用数据，总 结了恰当选择优质背板的好处，以及获得 可靠性和耐用性，并获得光电及其他领域 者使用显微镜等分析技术进行恰当的分析 高投资回报率所需的最佳性价比平衡。 （TÜV、UL、JET 等）主要权威机构的认 才能发现。 证。 最近一轮的光伏组件降价迫使组件制造商 例如，泛黄是背板的一种表面特性，并不能 被迫寻求更便宜的解决方案。而这通常会 必须单独确定客户的规格，并且在整个生 说明背板是否完好。大多数情况下，发生退 牺牲产品的质量。相关标准在这方面并没 产链中进行监控，包括供应商、物流和服 化和故障时背板在颜色上并没有变化。 什么帮助，因为它们大多关注安全性以及“ 务流程。 早期”阶段。事实上，劣质材料对于退化、 在通过加速风化试验对实地数据的相关 安全性和投资回报率的影响很大。 背板相关的故障和退化 性建模时，必须关注真正重要的质量特性 数据。 而且投资者和决策者不一定能意识到这些 光伏组件必须拥有较长的使用寿命，避免 问题。 发生故障，并且需要确保功率输出不会退 实验室加速试验的数据与真实使用寿命退 化。 化故障模式之间的相关性确定了设计优质 质量保证 的背板、避免故障和提升安全性必须考虑 如果背板设计不得当，会加速组件故障的出 的特性。 光伏价值链上的所有厂商都不能以牺牲质 现和功率的退化。因背板发生故障的主要 量为代价来降低成本。以下是评估供应商 机制如下： 机械性能和完好性（残余厚度、破裂）是最 质量的几条主要标准： 恰当的数据指标。 - 分层→绝缘问题、渗水→腐蚀 公司在生产过程中的每一道关键工序都必 实验室数据 须执行严格的质量检查和生产控制。 - 机械性能下降→破裂→吸水 = 电池 腐蚀 如果试验不当，或没有对试验结果数据进 应拥有一套能较好地指示新机械设备、新 →在压力下电池/连接破损 行恰当的分析，加速老化试验会得出假阳 技术、新工艺以及高技术专业人才上的持 性或假阴性结果，这意味着可能会选择劣 续重大投资所带来的每年绩效变化的质量 背板的外观与故障不存在相关性。大多数 质材料或者排除优质材料。 指标。 情况下，背板是否完好或机械性能是否退 化与缺陷有关，这些缺陷会导致背板发生 这为设计加速试验带来了两大挑战 UNI EN ISO 9001-2008、ISO 14000 和 破裂、渗透和泄漏。 OHSAS 18001（职业健康安全管理体系） A) 应尽量将 25 年以上的环境条件与短 等认证非常重要。 这些缺陷大多数情况下是不可见的，尤其 期老化测试关联。 是在早期阶段，除非通过测试机械性能或 通过持续的内部和外部测试保证产品的 B) 应恰当定义要分析的参数。具体就是90

智囊团老化试验中数千小时内不同外层背板材料的颜色变化。 颜色变化与机械性能之间不存在相关性。稳定光伏材料的表现与未表现出颜色变化的 PVF (Tedlar®) 类似。 某些材料在未证实发生任何颜色变化的情况下表现出了快速的关 键性能退化。指对导致故障最重要的质量参数。 经过老化试验后，不同的材料表现会各不 显缺陷。 相同。不仅使用的材料类型影响很大，同类在试验中，最重要的是要： 型材料的质量也有很大影响。 经济影响- 尽 可能多地从现场收集数据，并比较实 例如 最近的一项研究（A. Bradley，杜邦，2016 验室结果与现实情况 年 1 月）分析了北美和欧洲的 83 组装 来自现场的实际数据 置，累计功率 112MWp。平均使用年限约- 确定导致故障的主要原因 6 年（北美 7.9 年、欧洲 5.4 年） 若干现场分析的结果表明，没有组件故障- 确 定主要的退化机制，并将其与故障 模式与某类材料的选择有关。 研究发现，73% 的装置以及 47% 的组件 关联 存在缺陷。 对使用 PET 背板的组件在意大利实地使- 确 定恰当的规范值，作为这些机制的 用 8+ 后所进行的分析发现，没有出现明 另外，研究还发现，5% 的缺陷组件存在 指标 背板缺陷，这意味着在不考虑 FIT 的情况 下，如果不更换缺陷组件，20 年中发电厂泛黄和机械性能损失必须单独评估。 每发一兆瓦 (MWp) 电会亏损约 15 万机械性能的保持水平能够真实地预测实地使用寿命。 美元。 另一项由 2016 年欧盟 H2020 框架计 划 (European Union H2020 Framework Program) 开展的重要研究“光伏项目中的 技术风险”考虑了欧洲光伏设备中发现的 真实缺陷带来的经济影响。 特定故障的经济影响可以分为两类： a) 停机和/或电量损失（千瓦时/欧元）造 成的经济影响 b) 维 修/替换成本（欧元）造成的经济 影响 共调查了 200 万个光伏组件。在 670000 个组件中发现了故障。 其中，有 20000 个组件存在因为“背板 缺陷”导致的故障，占组件故障的 3%；该 百分比非常接近上面的杜邦研究中发现的 百分比，“背板缺陷”被列为第八大最常反 复的故障。 该研究采用一种精细的方法将不同故障的 www.pessolar.com 91

智囊团杜邦帝人薄膜 (DuPont Teijin Film) 的一项专门研究表明，在佛罗里达州模拟阳光直射 25 年以上的稳定 PET 薄膜没有出现缺陷。 影响货币化，并将故障反复及所有相关成 了解哪些关键因素导致性能下降，以及哪 应流程的一致性。 本考虑在内。 些材料可以将风险降至最低，是解决这两 个问题的基础。 建议 与“背板缺陷”相关的故障每年会导致 4,43 €/kWp 的损失，相当于更换和失误 导致组件故障最重要的原因并不是背板的 选择合用的优质组件元件。尤其要关注对 生产的成本总和。 美观性、是否泛黄，而是其机械特性是否 于质量、机械性能和完好性比较关键的特 完好。 性。 如果也将经济影响考虑在内的话，背板缺 陷将成为第五大最重要的故障原因。 此外，不同类型的材料表现各异，即便是同 信赖拥有悠久历史、熟知各类材料、拥有经 一类型的材料表现也不相同。例如，相较于 过认证的质量体系和创新战略的供应商。 结论 标准 PET 背板，高级 PET 背板更合用。 www.coveme.com/ 背板对于安全性以及投资回报率影响很 同样，还必须注意材料的质量以及背板供 大。 电子邮箱：[email protected]

极限应力测试结合了稳态太阳能测试仪和最新一代的环境测试箱www.eternalsun.com

智囊团 生产中可靠的光伏组件测量 撰稿人：Antti Tolvanen，Endeas Oy 技术经理 随着光伏市场的增长，越来越需要更加可靠的测量措施。因为 在生产中应对每个组件的输出功率进行测量，儿测得的功率等 级会影响销售价格，因此不准确的测量会造成经济损失。 Antti Tolvanen 细系列标准。 的新参数。 此外，还要根据最终用户的需要以及市场 按照标准制造光伏组件并用符合标准的 光谱覆盖度 (SPC) 是指示光谱范围上 调控的原因，对光伏组件的质量进行其他 设备测试组件特性可以让组件最终用户的 每种波长的光输出情况的参数。因为出现 测试。这些测试包括：电致发光成像、组件 投资得到保障。这样他们光伏装置的发电 了扩展或改变组件光谱响应的新技术，因 的电气安全测试和目测检查等等。 量将符合规范，长期发电量将变得可以预 此加入这个参数十分重要。如果覆盖度不 测。 足，效率的提高可能无法记录。光谱偏差 可靠测量的关键是需要有高质量的测试设 (SPD) 为指示模拟器光谱与参考光谱之间 备，以及关于其实际性能、易用性和自动化 太阳能模拟器分类 平均误差的参数。光谱匹配度分类将光谱 水平的信息。芬兰的 Endeas Oy 公司从 整合成了六个范围，使得各个范围内的偏 2001 年开始制造太阳能模拟器。全球客户 太阳模拟器用于测量光伏组件在光照下的 差丢失。 已经证明，QuickSun 太阳能模拟器是高效 电流 - 电压特性。从中可获得标称峰值 生产线的重要组成部分。QuickSun 550CE 功率，这是影响组件售价的主要因素。太阳 组件质量与安全性 是最新的高端测试站，可以执行所有必要 能模拟器根据 IEC 60904-9 标准进行分 的测试，证明生产的光伏组件是否为高质 类，该标准目前正在修订。 虽然组件的峰值功率是主要卖点，但出色 量产品。 的制造质量可以确保组件的安全性。IEC 全新的第三版标准将把非官方使用的 A+ 61730-1 标准对光伏组件的构造设定了要 标准 类太阳能模拟器归类为官方使用。此外还 求。第二部分——IEC 61730-2 列出了组 将强调分类测量的不确定性，这将有助于 件必须通过的安全认证测试。 国际标准给出了强制性的测试要求。其中 组件额定功率的不确定性分析。这一点特 规定了应该进行哪些测试，以及应该使用 别重要，因为第二版的 IEC 61730-1 标准 虽然这些测试并不实际或甚至不要求在生 什么样的设备进行测试。国际电工委员会 要求组件标签上标出制造公差。 产中执行，但该标准仍然建议执行一组测 (IEC)[1] 为光伏行业制定了标准。这些标 试，确保生产的组件满足标准要求。 准包括组件构造标准 (IEC 61730-1) 和 太阳模拟器的三个主要特性是光谱匹配 安全测试标准 (IEC 61730-2)、电气特性 度、辐照不均匀度和辐照时间不稳定度。前 IEC 61730-2 建议对所有组件执行输出功 测试的详细系列标准 (IEC 60904) 以及 两个将在即将公布的 60904-9 标准中进 率确定、目视检查、带电部件与组件边缘距 如何计算实际发电量 (IEC 61853) 的详 行修改。 离和旁路二极管测试。另外，还建议每换一 次班就对一个组件进行湿绝缘测试和接地 辐照度不均匀度是太阳模拟器最重要的特 连续性测试。 性，因为均匀度差对测量数据的影响无法 修正。新版标准将增加测定不均匀度时所 虽然这些是最起码的测试，但如果这些测 需的测试点数量。另外，还将强调常规的非 试采用 100% 抽样的方式执行，则产品的 均匀度检查的必要性。就这方面而言，集成 质量就可以得到保障。除电流 - 电压特性 化的非均匀度测量设备 QuickSun 550CE 和最大功率之外，QuickSun 550CE 还可 可以说是一款具有独特价值的设备。测量 以测试绝缘电阻、漏电流、接地连续性和旁 和相关的灯泡调节完全自动化，并且测试点 路二极管质量。EL 分析也是该测试设备的 的数量完全可以自定义。 一项功能。 光谱匹配度的范围将从目前的 400 nm - 对于是否采集成品组件的电致发光 (EL) 1100 nm / ed 扩展到 300 nm - 1200 图像无强制要求。但如今这已经成为了规 nm。这是必要的，因为技术的进步（如 UV 范，因为 EL 图像可以显示户外运行中导 透明密封剂）扩展了晶体硅组件的响应范 致功率损失的隐藏缺陷，如微小裂纹。 围。该标准还将引入两个有助于量化光谱94

智囊团全面的支持工具，如服务相机，可最大程度减少设备停机时间。 使用自动化工具进行高分辨率不均匀度测量十分简单。第一版的光伏组件 EL 成像标准 (IEC 件的规定，但双面组件测量标准目前正在 或生产率直接决定产出的最大化。60904-13) 目前正在起草当中。它将规定 起草当中。如何采集、处理和解释 EL 图像。虽然即 可用性是指故障少、维护简单和易于使用将到来的标准没有根据缺陷对组件进行分 测量不确定性 的维修工具。类的相关规则，但是为 EL 成像遵循统一准则开了一个好头。 当评估组件功率的整体不确定性时，最大 组件制造商如何影响测量的可靠性？即使 的影响因素为用于校准辐照测量的参考组 测量设备理论上很好，但了解其实际性能也先进技术引发的问题 件短路电流的不确定性。 非常重要。PV 技术的进步为进行可靠的 IV 测量带 参考组件的相关要求在 IEC 60904-2 标 第一条规则就是，太阳模拟器应提供一份来了一些困难。其中一个问题就是光伏电 准中有所规定。如果校准程序需要的工作 显示其在工厂验收测试期间性能的全面测池或组件的内部电容。几年前，这主要是某 量很少，就可以很方便地进行定期校准，这 试报告。为了获得长期稳定的性能，应对关些 IBC 和异质结电池技术存在的问题，但 样就提高了使用参考组件的可靠性。自动 键特性进行定期检查。第三方性能认证（如如今随着标准 c-Si 组件的效率越来越高， 校准程序省去了手动组件处理，这避免了 TÜV Rheinland 的QuickSun 550CE的 A+内部电容也变得越来越大，需要 >> 10 ms 参考组件可能的误操作，从而进一步提高 级性能认证）有助于确保设备性能。的较长测量时间。这会使太阳模拟器的闪 了可靠性。光脉冲在一定程度上变长，而过长的脉冲 总之，遵循标准中所述的方法，就可以确保会加热组件，这将导致温度测量不准确。 不确定性的其他主要来源还包括：组件温 生产测量的可靠性，降低测量的不确定性， 度均匀性和温度测量精确性、辐照不均匀 从而更好地控制组件的售价。而先进的测量技术可以有效地延长测量时 度、测量再现性以及组件接触方面的不确间，而不会加热组件。QuickSun 550CE 可 定性。最近的一项估计显示，如果有良好的 www.endeas.fi 将 35 ms 的标称测量持续时间有效延长 质量保证，光伏组件的生产公差将处于 3 -到 450 ms。 5% 之间 [2]。 [1] IEC 标准可在 webstore.iec.ch 上获取两侧都可以捕获光线的双面组件是如今的 可靠性 [2] Monokroussos C.，额定功率可靠性发展趋势，因为它们能够将发电量提高约 与标签，Sayuri 2016 Workshop，AIST，日20%，而不会增加过多的额外制造成本。 生产中的可靠性通常意味着利用当前资源 本，2016 年 10 月到目前为止，还没有关于如何测量这种组 使产出最大化 [3]。是质量、速度和可用性 的组合。我们在上面已经讨论过质量。速度 [3] 维护管理 - 定义、明确“可靠性”， www.idcon.com/QuickSun 550CE 测试站包含一个自动参考组件加载器，参考组 即将公布的 IEC 60904-9 第三版标准提供了更详细的光谱标准。件存放在加载器上，十分安全。 www.pessolar.com 95

智囊团 PERC 电池和激光掺杂 选择性发射极：在 p 型 单晶太阳能电池上实现 超过 22% 效率的方法 撰稿人：销售总监 Ernst Hartmannsgruber 和业务发展经理 Rico Boehme 博士 在通过 PERC 技术改进 c-Si 太阳能电池的背面钝化时，关 于复合损耗，焦点跳回到它们 的正面发射极结构。改进扩散, 并使用激光掺杂选择性发射 极,能使电池效率再提高 0.3％ ，该技术极具成本吸引力，是 一项可负担得起的技术。 介绍 图 1：选择性发射极太阳能电池的示意图 较低掺杂区域显示较宽的光转换窗口，较 高的钝化效率，并因此允许太阳能电池具 采用晶体硅 (c-Si) 太阳能电池发射极构 积 Al-BSF 正在隐藏正面改进。在第七版 有更高的效率。 造的设计，总是受到很大的制约。一个目标 ITRPV 路线图的支持下，市场预测未来 10 是减少发射极中磷的总量，以便降低表面 年 SE 太阳能电池的市场份额将会增加。 目前存在多种 SE 太阳能电池制造方法 处的复合损耗，同时改进太阳能电池的开 并已引入市场。最常见的工艺方案有两个， 路电压 (Voc) 和蓝光响应。另一方面，由 本文描述了 LDSE 的制造方法，并讨论了 一是通过湿化学，即专用掺杂剂油墨的印 于屏蔽效应较低，浅结发射极的较低掺杂 它们通过与 PERC 太阳能电池结合而得以 刷，二是通过从称为激光掺杂选择性发射 水平使金属触点下面的接触电阻和复合损 复苏的原因。 极 (LDSE) 的磷硅玻璃 (PSG) 层出来的 耗增大。为此，需要专门设计金属浆料，从 激光扩散来掩蔽深度扩散发射极的回蚀。 而无需短接便能够接触浅结发射极。 激光掺杂选择性发射极 虽然第一种方法总是受到化学品的高消耗 成本的影响，该影响仅次于额外生产设备 这一制约导致选择性发射极 (SE) 的引 图 1 为 SE 太阳能电池的示意图。虽然 入，此发射极结构包含在晶片的整个前部 金属指状物下方的高度掺杂区域允许低接 区域上方的低发射极掺杂，以及局部在金 触电阻和接触屏蔽，但金属指状物之间的 属指状栅格下方的重度和更深的掺杂区 域。但通常观察到，只有在与钝化发射极背 表面电池 (PERC) 组合时，才主要在 Voc 驱动下效率提高极小的 0.3%，因为全面96

智囊团的投资，但 LDSE 仅需要一个不消耗任何 图 2：LDSE 工艺的示意图化学品的激光机器。这使得激光掺杂成为具有无比吸引力的选择性发射极制造方 图 3：常规太阳能电池工艺流程，以及采用激光掺杂选择性发射极设计的太阳能电池工法。LDSE 的原理是使用来自 PSG 层的 艺流程（来源：Fraunhofer ISE）过量 P，其在 POCl3 扩散过程中沉积。激光束的能量局部激活 P 原子进一步向下 资成为富有价值的考量因素。 而导致的效率和产量损耗。在整个线阵列扩散到发射极中，并局部增强发射极的掺 上应当达到 10 µm 的线间精度，即不仅杂水平，如图 2 所示。 LDSE 的工艺和工具解决方案 在两条相邻线之间，而且在第一条线与最 后一条线之间都要达到这个精度。对于参图 3 为具有和不具有 LDSE 的常规 c-Si 对于 LDSE 工艺，激光机器必须解决增 考边缘或基准标记，图案放置精度应小于太阳能电池的工艺流程。从图中可以看出， 加的两个主要难题。首先，由于 LDSE 图 20 µm。只需在标准流程中添加一个工艺步骤，就 案必须与通过丝网印刷形成的正面指状图可以制造 LDSE 太阳能电池。 案对准，所以图案需具有高精度，它在晶片 激光机器的第二个挑战是要在 LDSE 图 上的放置也必须精确，以避免由于未对准为了成功整合附加的激光掺杂步骤，需要修改和微调其他的一些工艺步骤。主要是POCl3工艺，必须将其调成能够提供表面处 >1020/cm2 的足够 P 浓度，并将薄层电提高至 >130 Ω/sq。为了使前面的金属网格与 LDSE 图案对准，需要印刷工具的对准单元具有高精度。由于 SE 构造能够提供更宽的工艺窗口，Ag 浆料和接触点火参数的选择变得容易。PERC 太阳能电池中 LDSE 的有益效果构成标准 c-Si 太阳能电池的各个不同部件都有其自己的损耗机制，它们直接影响太阳能电池大规模生产中的总体效率损耗。只有在不同的损耗保持平衡，并且其中没有一个占主导地位时，才能获得最优化的效率。(1) 中公布了有关研究，该研究以模拟占主导地位的损耗来源所产生的影响为基础。长期以来，标准 c-Si 太阳能电池的背面是提高效率的主要限制因素。随着背面钝化（ PERC 构造）引入大规模生产中，该限制因素又移回到正面，即发射极。先进的发射极设计变得越来越必要，其可以是 SE或优化的浅结发射极，然而两种设计总是会在接触区域产生限制因素。用于优化太阳能电池效率的其他手段（例如改进基体材料、金属化方案或背面）没有开发潜力，除非如在 (1) 中所示降低发射极中的复合损耗。接受发射极构造方面的进展至关重要，尤其是对于 PERC 太阳能电池，而留给技术专家的问题是，应该在特定环境下走哪条路，其中降低成本是生存的关键。采用LDSE 可以向前迈出重要的一步，通常能够将效率提高约 0.3%，并且可以通过选择更简单的浆料，以及应用更宽的共烧工艺窗口来放宽金属化的要求。这为 PERC 电池未来朝着 24% 的效率进行优化提供了稳定的基准，并且确保 LDSE 激光工具的投 www.pessolar.com 97

智囊团图 4：能量峰值在中央的高斯激光束的能量分布（左），具有均匀能量分布的矩形光束（中间）和由合适形状的激光束形成的 SE 线（右）案的整个线宽上实现最高均匀掺杂浓度。 的激光源。 造对于进一步优化电池效率至关重要。虽掺杂区域的线宽必须稍宽于 Ag 指状物的 然对发射极以及金属化的连续直接改进是宽度分别加上激光器和印刷机的对准特征 凭借在光伏行业用于激光应用的建筑机械 一条可行之路，但是 LDSE 的集成实现了的公差。假设指状物的宽度为 40-50 µm， 方面 20 年的经验，以及 350 多台机器 效率的实质性飞跃，并为未来的电池优化并且对于当今最先进的设备和印刷丝网来 的全球安装基础，InnoLas 能够提供专门 提供了强大的基础技术，可帮助其实现将说，LDSE 线的宽度应当不大于 180 µm， 针对 LDSE 工艺定制的优化机械平台。采 PERC 电池效率提升至 24% 的目标。目标是在 24/7 全天候生产过程中，在对 用高速处理、自动视觉对准和机器校准系丝网印刷机公差优化之后，将其减小到小 统，确保在 24/7 全天候生产环境中具有 联系方式：Stefanie Dombois 市场经理于 120 µm。扩散过程和小公差不允许使 非常高的精度和稳定性，并且能在各种工艺 Fon +49 (89) 8105 9168 - 1000用高斯形激光束，因为这会导致激光线的 应用（例如 LDSE 或用于 PERC 的激光 接触开口）中实现高达 6000 个晶片/小时 [email protected]波状边缘和激光能量的不均匀分布，其中 的高吞吐量（图 5）。 InnoLas Solutions GmbH Pionierstraße 6在中央具有峰值。 结论 82152 Krailling, Germany该能量峰值引起结构化 Si 表面的金字 随着 PERC 太阳能电池被确立为主流技 (1) B. Min、H. Wagner、M.塔型结构熔化、指状物中央掺杂剂驱入 术，预测 LDSE 太阳能电池市场份额将会 Müller、H. Neuhaus、R. Brendel 和 P. P. 增加。由于通过背面钝化解决了先前背面 Altermatt，第 31 届欧洲光伏太阳能会议过深，因此导致掺杂剂的浓度分布不均 损耗机制所带来的的问题，因此发射极的 和展览匀。LDSE 工艺必须选择使用具有均匀能 复合损耗变成主要因素。先进的发射极构量分布的矩形光束成形（InnoLas 专利）（ www.innolas-solutions.com图 4）以及具有足够功率、波长和脉冲长度 图 5：InnoLas ILS-TT 全自动装载和卸载生产机（左) 图 6：激光加工室内部视图（右）98



争论点 中来光电：N型双面电池-高效 晶硅电池是未来市场主流 刘志锋 泰州中来光电科技有限公司 随着光伏市场分布式发电占比的提高及高效单晶电池技术的推广， 图1：N型双面电池的结构示意图 越来越多的研究单位和企业都聚焦在基于N型硅基体的双面电池 结构，N型双面电池依靠其自身的双面发电特性，在高反射地面、 N型双面电池工艺，这里我们着重介绍一下泰州中来光电科技有限 垂直安装、空间站、光伏建筑一体化、停车棚、隔音墙、雪地、沙漠 公司独创的基于离子注入技术的N型双面电池工艺。如图2所示， 等地区展现了这一优势，极大地拓展了N型双面电池的应用空间， 采用离子注入技术，上述N型双面电池结构可以通过如下工艺进 基于此，N型双面电池也逐渐备受市场追捧，根据 SEMI 国际光 行实现： 伏技术路线图预测[1]，预计到2019年，N型电池的市场份额将会 超过20%，到2025年，N型电池的市场份额将会超过30%。 S1N、选择N型太阳能电池基体，并对N型太阳能电池基体的前表 面作制绒处理，形成金字塔绒面； 本文将会分三个方面介绍N型双面电池，首先介绍N型双面电池的 结构特点和制作工艺，其次介绍该电池的发展趋势，最后介绍一下 S2N、将步骤S1N处理后的N型太阳能电池基体放入工业用扩散炉 N型双面电池的应用前景。 中对制绒面进行硼扩散，在前表面形成P+发射极； 一、N型双面电池的结构和工艺流程： S3N、将硼扩散后的硅基体放入刻蚀清洗机中，去除背面的硼扩 散层和正面的硼硅玻璃层； 早在上世纪60年代，日本的研究小组首次提出了双面电池的概念， 并制作出来第一块N型的双PN结双面电池，i.e., P+NP+结构，该 S4N、使用离子注入机在步骤S3N处理后的N型太阳能电池基体背 电池的N+电极在硅基体的侧面，该电池结构设计的核心出发点是 面注入磷并进行退火处理，在硅片背表面形成BSF； 增加电池的红光吸收和利用Floating emitter减少表面复合。同世纪 70年代，Iles首次提出采用N+重掺杂漂移场的方式减少表面复合， S5N、将步骤S4N处理后的N型太阳能电池基体进行前后表面的钝 与此同时，俄国科学家Bordin等人从实验和理论上给出的BSF结 化，在前表面形成AlOx/SiNx钝化减反射层，在背表面形成SiNx钝 构的N型双面电池，并申请专利，该结构的双面电池是我们目前市 化层； 场上可以看到的双面电池的雏形，80年代，随着PECVD 技术的发 展，研究人员将PECVD SiNx介质层沉积在硅基体表面，从而进一 S6N、在N型晶体硅基体的前表面和背表面印刷分别印刷银浆，共 步降低表面复合，极大地提升了双面电池的转化效率，该结构的N 烧结厚形成前后表面的金属电极，完成N型双面电池的制作。 型双面电池结构经过众多研究者的优化开发，一直延续至今。 中来光电采用离子注入机技术的N型双面电池，具有工艺流程简 图1是目前市场上主流的N型双面电池的结构示意图，采用的硅片 尺寸为156x156mm 和170~200μm 厚的N型 Cz-Si ，电阻率为 1~7ohm・cm，在N型晶体硅基体的前表面形成依次从内到外的p+ 发射极和正表面钝化减反膜；在N型晶体硅基体的背表面形成依 次从内到外的N+BSF和背表面钝化膜，然后在N型晶体硅基体的 前表面和背表面印刷分别印刷银浆，共烧结厚形成前后表面的金 属电极。 实现上述所示结构的N型双面电池，行业内存在着不同 的工艺路线，例如英利的N型熊猫电池工艺，采用的硼扩散+磷扩 散的工艺路线，浙江启鑫、大族、PVGS联合开发的基于硼旋涂的100