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一种PERC双面电池制作工艺_CN109904067A

一、引言

随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，太阳能光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，得到了广泛关注。在众多光伏电池技术中，PERC（PassivatedEmitterandRearCell）电池因其优异的性能和较高的转换效率，成为了光伏产业的研究热点。PERC电池通过在电池背面添加钝化层，有效降低了背面的复合损耗，显著提高了电池的发电效率。为了进一步提升PERC电池的性能，双面电池技术应运而生。双面电池不仅能在正面接收太阳光，还能在背面利用散射光或反射光，从而进一步增加发电量，降低系统成本。本文将围绕一种名为CN109904067A的PERC双面电池制作工艺，对其技术背景、工艺流程以及创新点进行详细介绍。

PERC双面电池制作工艺的提出，源于对光伏电池效率提升的迫切需求。传统的单面PERC电池在光照条件下，由于背面复合损耗的存在，导致部分光能无法被有效利用。而双面电池通过在背面添加特殊的钝化层和反射层，不仅降低了背面复合损耗，还提高了电池对散射光的吸收能力。这种技术的突破，使得PERC双面电池在发电效率上有了显著提升，为光伏产业的进一步发展提供了有力支持。

CN109904067A专利所涉及的PERC双面电池制作工艺，具有以下特点：首先，该工艺采用了一种新型的钝化层材料，能够在保证电池性能的同时，降低生产成本。其次，该工艺在电池背面的反射层设计上，充分考虑了光的反射率和电池的稳定性，有效提高了电池的发电效率。最后，该工艺在制造过程中，通过优化工艺参数和设备配置，确保了电池的良率和一致性。这些创新点的提出，为PERC双面电池的产业化应用奠定了坚实基础。

在我国光伏产业快速发展的背景下，PERC双面电池制作工艺的研究与应用具有重要的现实意义。一方面，该工艺有助于提高光伏电池的整体发电效率，降低光伏发电系统的成本，促进光伏产业的可持续发展。另一方面，该工艺的技术突破，有助于提升我国光伏产业的国际竞争力，推动光伏产业在全球市场中的地位。因此，深入研究PERC双面电池制作工艺，对于推动我国光伏产业的技术进步和产业升级具有重要意义。

二、PERC双面电池概述

(1)PERC（PassivatedEmitterandRearCell）电池，即钝化发射极和背面电池，是一种基于传统硅太阳电池技术的高效电池。PERC电池通过在电池背面添加钝化层，显著降低了复合损耗，提高了电池的转换效率。根据市场调研数据显示，PERC电池的转换效率已经超过22%，且仍在不断优化提升。以我国某知名光伏企业为例，其研发的PERC电池在实验室条件下，已经实现了超过23%的转换效率。

(2)与传统的单面电池相比，PERC双面电池在背面同样具备光伏效应，能够吸收散射光和反射光，进一步提高了电池的发电效率。据国际可再生能源机构（IRENA）的报告，PERC双面电池的发电量可以比单面电池提高约25%左右。以我国某大型光伏电站为例，采用PERC双面电池后，整个电站的发电量相比之前提升了近30%，大大降低了系统的度电成本。

(3)近年来，随着PERC电池技术的不断成熟和成本的降低，其在光伏市场的应用越来越广泛。据统计，截至2023年，全球PERC电池的出货量已经占到了总光伏电池市场的60%以上。在我国，PERC电池的市场份额更是高达70%以上。此外，随着PERC双面电池技术的逐渐成熟，其在光伏组件中的应用也在逐步扩大。据光伏行业协会预测，未来几年，PERC双面电池在光伏市场的份额有望进一步提升，成为光伏产业的主流技术。

三、PERC双面电池制作工艺介绍

(1)PERC双面电池的制作工艺主要包括以下几个步骤：首先是对硅片的清洗和抛光，以去除表面的杂质和损伤层，保证电池的表面质量。接着进行化学气相沉积（CVD）过程，在硅片表面生长一层非晶硅或多晶硅钝化层，以减少复合损耗。随后，进行磷扩散和掺杂，形成电池的发射极。在此基础上，通过激光刻蚀工艺在硅片表面制作出细小的电池窗口，以实现电池的电极连接。最后，在电池背面沉积抗反射层，增加对散射光的吸收，以及添加背电极和电介质层，以完善电池的结构。

(2)制作过程中，为了保证PERC电池的转换效率，每一步工艺都需要严格控制。例如，钝化层的生长过程中，需要精确控制沉积时间和气体流量，以确保钝化层的均匀性和厚度。在发射极形成过程中，磷扩散的深度和浓度对电池性能有直接影响，因此需要精确控制扩散条件。激光刻蚀工艺需要确保电池窗口的大小和形状符合设计要求，以优化光吸收和电荷载流子传输。此外，背面抗反射层的厚度和成分也对电池的发电效率有重要影响，因此需要根据具体情况进行调整。

(3)在PERC双面电池的制作过程中，还涉及到一系列的辅助工艺，如蚀刻清洗