摘要：  光伏产业眼下面临的一个主要问题就是如何在增加转换效率的同时又不降低工业化生产的经济性和技术可行性。而背面钝化技术已经被证明是一种有效的提高转换效率的方法，亦被业界普遍认为是未来新一代晶硅太阳能电池技术发展的重要趋势。

关键字：  背面钝化电池，太阳能电池，背面钝化技术

光伏电池光电转化效率的提高能够为寒冬中的光伏企业带来些许暖意。当下，是创造技术、竞争差异化的黄金期，各企业准备在下个景气反转的战役中，有效利用差异化甩开其他竞争对手。日前，顺风光电新一代高效单晶硅电池研制成功。顺风光电通过工艺调整，背面钝化电池平均效率可达到19.5%以上，最高可达19.67%。

此新产品比以往的产品具有更优越的弱光响应，更好的功率一致性，更优秀的电致发光影像表现，并保持一贯优秀的电池外观。

背面钝化技术受关注 或为未来晶硅电池发展趋势

背面钝化技术逆势兴起

原子层沉积技术是一种有序的气相薄膜生长技术，具有良好的保形性、均匀性和高的台阶覆盖率。通过原子层沉积氧化铝薄膜对晶体硅太阳能电池硅片进行表面钝化，可以增加载流子的有效寿命，从而大幅度提高太阳能电池整体的转换效率。ALD表面钝化技术可用于n型硅片的正面和背面。

除了顺风光电最新的研发成果之外，深圳捷佳伟创在此方面近期也取得了阶段性突破。在半导体材料中，某种载流子占少数，导电中起到次要作用，则称它为少子。单晶硅中掺硼为P型，掺硼越多，则能置换硅产生的空穴也越多，导电能力越强，电阻率就越低。该公司做了大量的文献研究工作，并且对不同的钝化层工艺进行了DOE试验，以实现少子寿命的稳定以及重复提升。经过不懈努力，在捷佳伟创的管式PECVD设备上进行背面钝化技术的硅片少子寿命在传统工艺的基础上提高了5倍，与文献记录完全相符，这证明捷佳伟创的背面镀膜钝化已经成熟，这项进步填补了国产设备背面镀膜钝化技术的空白，已经进入国际领先水平。

此外，去年中科院应用技术研究院(浙江)嘉兴微电子设备与仪器工程中心也早在晶硅太阳能电池表面钝化技术研究中取得新进展。该创新团队利用自主设计生产的KMT-200A型原子层沉积设备，在P型单晶硅片上生长氧化铝钝化层，退火后平均少子寿命可达1ms，有效减少了硅片表面复合，具有优秀的表面钝化效果。目前，嘉兴微电子设备与仪器工程中心创新团队以技术优势，吸引美国硅谷研究团队来嘉兴开展原子层技术合作，加快了国内开发原子层沉积设备的研制，推进该项目在嘉兴市的产业化。同时，该中心推出了一系列拥有自主知识产权和创新的原子层沉积设备产品，包括热型设备、等离子体增强型设备和适于光伏产业应用的批量型设备，实现了国产原子层沉积设备在光伏产业首创应用的新局面，为下一代高效晶硅太阳能电池产业的发展提供了国产化设备支撑。

引起业界高度关注

近两年来，国际诸多设备制造商陆续推出背面钝化技术(及设备)，即金属背部钝化层(backsidepassivation)技术，该技术主要就是将AL2O3薄膜，作为P型太阳能电池背面钝化膜，或N型电池正面，主要目的就是让阳光在电池中产生的电子及电动，可以安全的到达电路，而不是像其他技术般阳光在电池中产生电子后又双双结合掉、使到达电路因而受阻，这将使得电池的转换效率因而提升。此外，该技术除让模块端可承袭当下的焊接技术外，效率增加空间预计达0.2~0.5个百分点。不过，这些设备制造商在客户端生产良率与成本优化考量下，也不躁进推出。

不仅如此，中国光伏企业近年来也非常关注该技术的发展。背面钝化技术是台湾地区光伏电池制造商较好的选择，因为该技术可以令光伏组件企业在做装配时继续使用当前的焊接技术。

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光伏业内人士表示，很多中国大陆与台湾地区的光伏制造商已经对能够将光伏电池的转换效率提升0.2%~0.5%的背表面钝化技术及相应设备表示出极大兴趣。

早期采用TiO2膜或MgF2/ZnS混合膜以增加对入射光的吸收，但该方法均需先单独采用热氧化方法生长一层10~20umSiO2使硅片表面非晶化、且对多晶效果不理想。SixNy膜层不仅减缓浆料中玻璃体对硅的腐蚀抑制Ag的扩散速度从而使后续快烧工艺温度范围更宽易于调节，而且致密的SixNy膜层是有害杂质良好的阻挡层。同时生成的氢原子对硅片具有表面钝化与体钝化的双重作用，可以很好地修复硅中的位错、表面悬挂键，提高了硅片中载流子的迁移率因而迅速成为高效电池生产的主流技术。双层SiN减反射膜，通过控制各膜层中硅的富集率实现了5.5%的反射率;而另一种SiN与SiO混合膜，其反射率更是低至4.4%，目前广泛采用的单层SiN膜减反射率最优为10.4%.

在电池背面生长一层10~30nmSiN膜以期最大限度对电池进行钝化与缺陷的修复从而提高电池的效率是目前的一个热点课题，由于该技术牵涉到与后面的丝网印刷技术、电极浆料技术及烧结工艺的配合目前尚处于实验研究阶段，但它肯定是今后的一个发展趋势。

有太阳能业者指出，若就单纯的太阳能光伏电池基础制程来看，实验室中，单增加金属背部钝化层，就可使电池增加0.2~0.5个转换效率百分点。同时，重要的即后端传承当下大量采用的模块焊接技术，无需做任何更动，这是吸引国内制造者的原因之一，当然，以电池代工为主的台系厂更为心动。

不过，导入该项技术预计得增加3~5个生产站，量产后良率的考量更是重点之一，所以，设备商所提升的技术及设备再加上各太阳能厂的研发技术，攸关成败与否，这也是两岸太阳能厂关注设备商推出设备的主要原因之一。

而太阳能光伏电池业者同时坦言，不论是双层网印技术、选择性射极、发射极钻孔卷绕、金属贯穿式背电极或金属背部钝化层，最重要的仍是各电池厂本身的核心技术竞争优势，没有唯一对或错的选择。

而各提升效率制程重组对转换效率的增加，也没有等值累加的效果，即1加1小于2的走势，而效率的提升是创造太阳能光伏电池业者差异化竞争优势的重要关键，但是要用多少代价拿到所增加的效率，才是组织竞争力的核心，毕竟太阳能非常强调成本竞争，这也凸显设备商提供具高技术性及具成本竞争力设备的重要性。

或为未来晶硅电池的发展趋势

背面镀膜钝化技术是以不同的成膜方式在硅片的背面形成钝化层的工艺技术，目前供应或即将供应该项技术及设备的制造商，包括德国Centrotherm与Roth&Rau、美商应用材料(AppliedMaterials)、荷商OTB、德国Roth&Rau及法国Semco等。现在整个光伏行业处于低迷期，因此有远见的企业将其视为难得的机遇，在“寒冬”中积极布局，在背面钝化领域积极展开技术研发。

背面钝化技术已经被证明是一种有效的提高转换效率的方法，亦被业界普遍认为是未来新一代晶硅太阳能电池技术发展的重要趋势。光伏企业需抓住这个机会，跑赢竞争。