黑硅技術將成量產高效多晶電池標配，專用金屬化漿料2018年有望迎來市場爆發
光伏產業網訊
發布日期：2018-03-08
核心提示：
3月1日，工信部印發《光伏制造行業規范條件(2018年本)》，強調嚴格控制新上單純擴大產能的光伏制造項目。在新建和改擴建企業及項目產品應滿足的條件中，要求多晶硅電池和單晶硅電池的最低光電轉換效率分別不低于19%和21%。
3月1日，工信部印發《光伏制造行業規范條件(2018年本)》，強調嚴格控制新上單純擴大產能的光伏制造項目。在新建和改擴建企業及項目產品應滿足的條件中，要求多晶硅電池和單晶硅電池的最低光電轉換效率分別不低于19%和21%。
此前工信部發布的2017年我國光伏產業運行情況顯示，P型單晶及多晶電池技術持續改進，常規產線平均轉換效率分別達到20.5%和18.8%，采用鈍化發射極背面接觸技術（PERC）和黑硅技術的先進生產線則分別達到21.3%和19.2%。
可見，常規單晶疊加PERC技術，常規多晶疊加黑硅技術，即可滿足2018年光伏制造行業規范的要求。因此，對于2018年的新建和改擴建項目而言，PERC與黑硅技術在單晶和多晶上將得到普遍采用。
黑硅技術助力多晶電池提效降本
對于多晶電池而言，黑硅技術并非是一項新技術。該技術主要是源于2017年金剛線切多晶硅片的普及從而得到推廣。
金剛線切片技術在硅片端可顯著降低成本，但金剛線切多晶硅片后，硅片表面損傷層減少，不利于使用傳統酸腐蝕方案對硅片進行絨面制備，因此需解決多晶金剛線切割硅片的絨面制絨問題。
黑硅技術是解決該問題的主要路徑。該技術解決了金剛線切多晶硅片的反射率過高問題，由于表面反射率的降低，硅片光吸收能力提升，還能附帶一定電池效率的提升。因此，金剛線切多晶硅片搭配黑硅技術的工藝，既能降低硅片成本又能提升電池效率，是多晶電池繼續進步的必由之路。這種降本增效的方案已被大多數多晶電池的制造廠商認可。
目前，黑硅技術的成熟技術路線主要有干法（RIE）黑硅和濕法(MCCE)黑硅兩種。兩種技術對硅片表面不良尤其是線痕都有很好的處理，且提效非常明顯，干法黑硅可提升效率0.4%~0.7%，濕法黑硅有0.3%~0.5%的效率增益，但干法黑硅的投資成本相對濕法較高。兩種技術路線對比如下表所示。
黑硅技術對導電漿料提出更高要求
由于通過黑硅技術處理后的絨面較常規砂漿片更小更細，對于附著力小的漿料容易出現虛印、斷柵等問題。因此，黑硅電池對導電漿料的拉力和金屬化接觸等方面提出了更高的要求。
不同類型的的黑硅絨面結構的不同，正銀漿料在不同黑硅絨面上的表現也不相同。干法黑硅和普通多晶相比，對漿料的要求區別不大。濕法黑硅相比正常多晶絨面，使用普通正銀的主柵焊接拉力可能丟失大于50%，更嚴重的情況下，細柵的附著力也會受到影響甚至脫落。因此，拉力高的漿料產品在濕法黑硅上具有明顯的優勢。
在接觸電阻方面，由于黑硅制絨表面的納米結構，丟失了部分物理接觸面積，從而接觸電阻會比常規多晶高。在濕法黑硅多晶硅片上比起普通多晶容易產生EL黑云和黑斑。而且正銀漿料中使用的不同的玻璃粉在高溫熔化狀態下可能不同，從而在黑硅絨面上接觸可能會表現出不同。因此，針對黑硅絨面，需要對漿料關鍵組分和配方進行系統的定制。
賀利氏新一代為黑硅定制的SOL9651D系列正銀漿料采用了賀利氏最新開發的玻璃化學成分，可使金剛線切割電池提升0.1%以上的轉換效率；該產品極大地提高主柵線在采用添加劑/MCCE/RIE制絨工藝的金剛線切割電池表面的附著力及可靠性，與超細線印刷工藝完美兼容，可進一步提高采用特殊制絨工藝的金剛線切割電池的轉換效率；在轉換效率提高的同時，還可確保金屬化漿料的接觸性能與開路電壓之間保持完美的平衡，并適用于單次印刷、兩次印刷及無網結網版印刷工藝。此外，該漿料具有較寬的燒結工藝窗口，特別適用于PERC電池。
帝科推出的DK92A多晶黑硅PERC專用導電銀漿，在黑硅工藝上進一步增強拉力1N/mm以上，同時實現良好的低溫燒結特性(比業內PERC基準燒結溫度低20-30℃)，接觸窗口擴展至120Ohm/sq以上，實現20.2%以上的轉換效率。并提供針對PERC雙面氧化鋁鍍膜工藝的特殊版本，同時提供單次印刷、分步印刷、兩次印刷和無網結印刷版本。此外，還兼容基于多晶金剛線添加劑和黑硅制絨的常規多晶電池，增益效率至19.30%以上。
匡宇科技針對金剛線切割硅片及黑硅硅片所帶來的拉力降低缺陷，利用專利配方，開發出具有高可靠性的客制化正銀TC-858H/TC-858B，極大的提高了銀漿在此類硅片上的拉力，得到了眾多客戶的認可。
杜邦在日本東京舉行的“2018國際太陽能展覽會”上，推出了新一代導電漿料杜邦™Solamet®PV21A系列，滿足所有主流電池技術的相關要求。采用該漿料的元晶太陽能表示其五主柵線半片切割設計的多晶PERC黑硅組件實現了20.3%的電池效率，以及300瓦（60片）的功率輸出。
常州聚和針對黑硅技術推出了產品CSP-F3H1，解決了黑硅技術產生的印刷，拉力，提效等問題，搭配當前最主流的無網結網板可較常規網板提效0.1%以上，將黑硅技術所帶來的陷光效應增強效果最大程度的發揮出來，同時對細小絨面有著很好附著力，印刷流暢不斷柵，在主柵5BB設計上的拉力達到2N以上。
亞化咨詢認為，2018年光伏制造行業規范條件提高了新建和改擴建項目的技術準入門檻，愈趨激烈的光伏企業間的競爭將主要集中于技術與效率。在單晶市占不斷提升的情況下，應用金剛線切多晶硅片搭配黑硅技術是提升多晶產品競爭力的必由之路。未來，黑硅技術有望成為高效多晶量產的主流工藝路線，將為適用于黑硅技術的導電漿料帶來巨大的市場機遇。
由賀利氏光伏黃金贊助的第四屆太陽電池漿料與金屬化技術論壇將于2018年3月29-30日在江蘇無錫召開。來自無錫尚德太陽能電力有限公司的研發總監陳如龍先生將參會并作重要報告，介紹黑硅電池技術及配套金屬化工藝展望。
無錫尚德自主研發的濕法黑硅電池已成功量產，在提升電池轉換效率及組件功率方面均取得了突破性進展。目前，無錫尚德的黑硅產線正處于積極布局擴產中，預計到2018年第一季度，無錫尚德黑硅電池產能將達到500MW。