光伏PERC电池的过去、现在和未来

PERC电池发展历程

PERC电池（Passivated Emitterand Rear Cell）最早起源于上世纪八十年代，1989年由澳洲新南威尔士大学的MartinGreen研究组在AppliedPhysicsLetter首次正式报道了PERC电池结构，当时达到22.8%的实验室电池效率。到了1999年其实验室研究的PERL电池创造了转换效率25%的世界纪录。PERC电池的实验室制备，采用了光刻、蒸镀、热氧钝化、电镀等技术。PERC电池与常规电池最大的区别在背表面介质膜钝化，采用局域金属接触，大大降低被表面复合速度，同时提升了背表面的光反射。

2006年用于对P型PERC电池的背面的钝化的AlOx介质膜的钝化作用引起大家重视，使得PERC电池的产业化成为可能。随后随着沉积AlOx产业化制备技术和设备的成熟，加上激光技术的引入，PERC技术开始逐步走向产业化。2013年前后，开始有厂家导入PERC电池生产线，近几年PERC电池越来越引起行业重视，产能获得快速扩张。2017年全球预计新增产能6.5GW，从现有标准电池线升级2.5GW，预计至2017年底，全球PERC电池产能将达到20GW。

值得一提的是，2017年将可能是PERC电池与常规电池的市场份额的转折性的一年。随着PERC电池产能的扩张，常规电池的市场份额将逐步下降。

PERC电池效率

在短短几年中，PERC电池大面积可量产效率持续攀升，单晶PERC电池产线效率普遍达到21-21.5%，多晶达到20-20.5%左右。工业化大面积单晶PERC和多晶PERC电池的最高转换效率分别达到22.6%（我国常州天合）和21.63%（我国晶科）。

图1全球电池产能预测

PERC电池的技术竞争力吸引了整个产业界的关注，产业化设备、关键材料都在加速开发中。MeyerBurger公司采用PECVD法制备AlOx膜的沉积设备，报道了一种新的正表面氮化硅膜与背面氮化硅与AlOx膜集成在一起的3in1设备，AlOx工艺腔4对微波源，2对朝上镀膜，2对朝下镀膜，SiN工艺腔1，6对微波源，朝下镀膜；SiN工艺腔2，6对微波源，朝上镀SIN工艺腔1、2之间无隔离缓冲腔体，可一次完成正面朝上或正面朝下PERC电池3层镀膜。新设备减少了硅片上下片次数，提高生产效率。理想能源开发出原子层沉积（ALD）法的AlOx膜沉积设备，采用托盘方式传输电池硅片，与其他供应商采用的硅片直接传输方式相比，可以将碎片率降到最低；同时最大程度减少由于碎片造成的停机时间。杜邦等公司开发出针对高效PERC电池的整合金属化解决方案将促进PERC市场快速发展，包括新一代PERC正面银浆PV20X、PV56x系列背面银浆、PV36x系列背面铝浆等，可满足PERC电池低温烧结的需要。武汉帝尔公司积极开发激光在PERC电池中的应用设备，包括激光消融、激光掺杂、激光退火等，如激光掺杂磷技术，以扩散后的PSG层为磷源，利用激光可选择性加热的特性，在电池正表面电极位置进行磷的二次掺杂，形成选择性重掺的n++层。

双面PERC技术

图2单面PERC电池结构

图3双面PERC电池结构