梅耶博格詳解異質結降本之路

2020-11-22 索比光伏網

異質結電池是近年來引起行業高度關注的高效技術，因其高轉換效率和雙面性、提效潛力高、降本空間大、工藝流程短等優勢，成為行業公認的未來電池技術最具性價比的解決方案之一。因此各種提效降本的方案陸續被提出。如TaiyangNews 2019 所示各異質結廠商所發表的電池效率中，目前處於爬坡與試生產階段的廠家仍為主流。其中大部分試生產平均效率在23%以上，產線最高效率或研發測試線(R&D)甚至達到24.5%以上，未來更有望達到25%，令人振奮的是，作為光伏先進技術解決方案全球領先的供應商梅耶博格(Meyer Burger)，已經向其客戶REC成功提供了600MW全球唯一全面量產的異質結生產線，產線平均效率超24%，同時組件端成本已經接近PERC技術，極具競爭力。展現出異質結電池技術的高度潛力。

而對於異質結電池技術高的轉換效率外，生產成本的考量最為行業關注，本文便針對異質結電池主要降本項目加以說明和分析，希望能給讀者相應的啟發：

矽片薄化

N型矽片是異質結電池生產成本中所佔比重最高的成本中心之一，因此利用薄化矽片以降低材料成本成為降本必要路徑。由於異質結電池結構對稱，加上電池工藝最高溫度不超過200°C，更易於實現在量產中使用薄化矽片， 如梅耶博格 (Meyer Burger) 在2018 CSPV發表的內容中，使用矽片厚度從180um降到 120um，雖然短路電流(Isc)隨厚度電池變薄而降低，但開路電壓卻提高，因此即便使用薄化矽片亦可維持相同電池效率，而薄化電池並再搭配智能網柵技術(SWCT™)可在組件上增加5W左右的瓦數輸出。因此對於使用N型矽片異質結電池來說，藉由逐步使用薄片化矽片來達到提效降本的功能成為可能。

工藝流程簡單

異質結電池的另一項優勢在於工藝步驟相對簡單，以梅耶博格所開發的整合沉積正反面非晶矽薄膜的 HELiA PECVD 及沉積電池正反面的透明氧化物導電薄膜(TCO)的HELiA PVD 設備來說，藉由四個主要設備來完成八個工藝步驟，使得工藝流程極大地簡化，生產場地佔地面積大大縮小，其工藝步驟如下：

01、制絨清洗機 ：

電池正反面制絨

02、等離子體增強化學氣相(PECVD)

沉積正面本徵非晶矽薄膜( i-a-Si:H)和 n型非晶矽薄膜( n-a-Si:H)，

沉積反面沉積本徵非晶矽膜( i-a-Si:H )和p型非晶矽薄膜( p-a-Si:H)。

03、物理氣相沉積(PVD)

沉積電池正反面的透明氧化物導電薄膜(TCO)

04、絲網印刷機

正面金屬電極製備

反面金屬電極製備

退火

測試和分檔

通過梅耶博格的量產實踐，由於異質結電池工藝流程短，比傳統量產線減少25%車間空間需求，加上低溫工藝亦可降低電能的消耗，這對未來建置大規模量產線，可以降低廠務設施成本。而對於設備未來產能的逐步提升，亦是降低生產成本重要的環節。而異質結電亦可完美匹配做成鈣鈦礦矽異質結疊層電池，展現出未來異質結電池技術提效降本高度潛力。

銀漿用量降低

異質結電池工藝的金屬電極製備中低溫銀漿的材料佔整個非矽成本中最高的比重，以絲網印刷5BB電池結構所需的低溫銀漿單片耗量超過300毫克，這約是一般PERC銀漿的3-4倍，即便使用多主柵(MBB)結構，其低溫銀漿單片耗量亦超過150毫克，且需面臨在組件中使用低溫串焊工藝的挑戰。而這部分由梅耶博格所使用無主柵的智能柵技術(SWCT™)在其2018 PV Cell tech 所發表資料中，其低溫銀漿的消耗量低於100毫克，經過量產進一步優化有望實現低於100毫克的耗量，同時在電池片串接後的整體遮蔽率也比5BB的5.5% 低到只有4.3%。加上未來柵線細線化及SWCT組件優化，有極高降本的潛力。這也正是梅耶博格異質結量產技術能夠成為世界上第一個成功，也是目前為止唯一成功案例的一大主因。

驅動異質結單瓦發電成本下降，從而使異質結電池比單晶PERC電池具有更高的經濟性已成為各投入異質結廠商的最重要課題。以梅耶博格 (Meyer Burger) 來說，公司長期致力於光伏行業的創新系統和生產設備解決方案的研發與產業化，不但整合異質結電池工藝技術並搭配的自動化設備，更提供智能網柵技術(SWCT™)來搭配異質結電池，成功整合電池工藝及組件技術以提高電池效率的同時以可降低單瓦發電成本，而這個方案目前已經成功在市場端批量化應用，成為市面上唯一實現真正意義上規模化批量生產兼具提效降本的異質結整體技術解決方案供應商。我們充滿希望，在不久的未來，異質結技術必將被更多的製造商和市場所接受，迅速成為光伏電池和組件的下一代主流製造技術。

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