RIE黑硅技术应用研究进展.pdf

RIE黑硅技术应用研究进展 海润光伏研发中心 刘仁中 liurz@hareon.net 2016-08-25 提纲 （一 ）. 黑硅电池定义及实现形式 （二 ）. RIE黑硅电池简介 （三 ）. 多晶金刚线切割简介 （四 ）. RIE改善多晶金刚线切割 （五 ）. 组件功损改善 1. 黑硅电池定义及实现形式 p 黑硅电池 ，指电池片外观呈黑色或近于黑色的微纳米绒面结构电池。 p 具有代表性的实现形式 ： 1. RIE黑硅 ：目前韩国IPS和常州比太设备支持RIE黑硅电池产业化。 2. 金属诱导湿法黑硅 ：业内已完成0.4%效率提升的Ag诱导湿法黑硅产业化。 图1. IPS RIE设备简图 图2. 比太RIE设备简图 1. 黑硅电池定义及实现形式 3. 气相化学腐蚀黑硅 ：南昌大学周浪院长团队开发成功并具备产业化条件。 4. 电化学腐蚀 “多孔硅”黑硅 ：把硅片作为阳极在HF溶液中通入电流进行 腐蚀获得多孔硅。 图3. 气相腐蚀设备结构简图 图4. 气相腐蚀SEM绒面图 图5. 电化学腐蚀原理图 2. RIE简介--原理简介 p RIE反应离子刻蚀 （RIE, Reactive Ion Anode Etching ）是一种应用于多晶电池的干法 制绒技术 ，主要原理 ： 1. 化学蚀刻 ：射频发生器将反应气体离 化 ，反应气体中的氟离子与硅片发生化 学反应完成化学蚀刻。 2. 物理轰击 ：质量较大的正离子 ，被平 板电场的电压有效加速 ，垂直轰击放置 于阴极表面的硅片 ，实现对硅片表面的 物理轰击。 图6. RIE系统简图 2. RIE简介--光伏产业化历程 p RIE技术光伏产业化主要经历以下两个阶段 ： 1. 第一阶段 （2004年-2013年 ）： 以 日本京瓷 （ Kyocera ） “d.Blue”电池为代表的第一代RIE黑硅电池技 术 ，2004年京瓷开发出基于抛光片的RIE黑硅电池并实现量产 ，其主要 特点是电池效率提升0.40%、全新的电池外观、与BIPV的完美结合等。 2. 第二阶段 （2014年-至今 ）： 基于国产RIE平台在常规酸制绒绒面基础上实现RIE黑硅电池的量产 ，其 主要特点是0.60%以上的电池效率提升、优秀的抗PID性能、分布式、大 型电站的批量化应用等。 2. RIE简介--电池工艺流程 图7. RIE电池工艺流程 图8. RIE反应气体流程图 2. RIE简介--反射率及绒面特点 p RIE具备明显的反射率优势 ，同时可根据需要做出不同形貌的绒面。 a). 常规电池 b). RIE--A类绒面 c). RIE--B类绒面 d). RIE--C类绒面 图9. RIE反射率优势 图10. RIE绒面优势 2. RIE简介—热处理的优势 Voc Jsc FF η 电池转换效率改善