提高太阳能电池光电转换效率，降低生产成本应用微电子领域的经验.PDFVIP

Kris Baert Jef Poortmans 提高太阳能电池光电转 IMEC, Leuven, Belgium 换效率，降低生产成本： 应用微电子领域的经验 此技术文章出自第七期《Photovoltaics International》杂志。 摘要 光伏产业的生产成本将有望降至低于€1/Wp。但要达到这个目标，晶片、太阳能电池和模块方面都将面临诸多 重大的技术改革。为了在众多可供选择的解决方案中甄选出具有研究价值的方案、加快新技术的学习速度，光伏产业 （包括设备经销商，材料供应商和光伏生产商）所涉及到的众多厂商要在国际半导体技术蓝图（ITRS）的指导下通力 合作，共同致力于提高太阳能电池光电转换效率，降低生成成本的技术革新，从而使整个产业从中受益。本文介绍了 微电子研究中心（IMEC）的路线图，明确其的目的是在将电池效率提高20%和大幅减少晶片厚度的前提下，大幅度减 少每Wp (Watt Peak)纯硅的使用量。 引论 2008年，太阳能光电产业出现了 第一个实现“电网平价”的光伏系统 [1]。据预测，到2012年 [2]，整个欧 洲南部都将实现“电网平价”，而意 大利的某些地区也已经实现该目标。 光伏设备的广泛引进将会使价格水平 下降到€1/Wp以下，而且在这个价格 水平下，晶体硅光伏模块的外观可能 会变得与现在不一样。许多种分析显 示：要想使晶体硅光伏模块成本低于 €1/Wp，就必须做出很多巨大技术改革 [3]。成本的降低必须依赖以下条件： 完善的制造规范、纵向一体化、规模 经济（工厂规模可能会扩大10倍）、 地区生产量的提高和生产过程的标准 化，除此之外，技术的不断创新也十 生产效率 分重要。 就模块生产成本而言，每产生 图一：光伏电池效率和硅消耗量在不同先进工艺下的关系图 1个单位的电池输出功率（Wp）所需 要的成本中，硅就大概占了生产成本 的40%[3]。目前，每产生一瓦特的电 研究人员根据其是否有助于提高电池 所要求的精度，因此该技术再次被应 量，需要使用8-9克的硅，而在不久的 效率或者减少硅的消耗，对其进行了 用到光伏行业[5]。而对于晶格损伤谱 将来，我们必须大幅度降低硅的使用 下述分类。 的应用，人们经常有不同的担忧。但 量，从而降低成本。而更高效的太阳 提高发射极掺杂分布，与POCl3 是近期研究表明，适量离子浓度，能 能电池在降低模块加工成本方面也起 扩散技术相比，前者效果更好。通过 量和热退火条件能有效地包容晶格损 着同样重要的作用。 运用外延技术，可以得到最大的灵活 伤，而且能与单晶硅上的高效器件兼 性。接近理想的掺杂曲线分布的形成 容。我们期望离子注入机的运用能加 光伏产业的ICT技术： 过程如下：首先，发射极要低浓度掺 快高产量工具（比如P3i）的出现，从 机遇在哪里？ 杂（以提高对紫外线的反应），然后 而弥补半导体产业和光伏产业间生产 在表面进行高浓度的掺杂（作为前表 力的差距。 现在有很多可用于高级硅基设备 面场并减少接触电租）（图二）。太