為何而生
伴隨著光伏平價上網(wǎng)趨勢越來越明朗，降本提效成為行業(yè)關(guān)注重點(diǎn)。在此背景下，PERC技術(shù)因具有高光電轉(zhuǎn)化效率、低衰減、高發(fā)電量等多重優(yōu)勢而備受青睞。據(jù)國際光伏技術(shù)線路(ITRPV2018)數(shù)據(jù)顯示，PERC電池將占據(jù)市場主導(dǎo)地位。在量產(chǎn)平均效率方面，P型晶硅電池穩(wěn)定量產(chǎn)效率已達(dá)到21.6%。該機(jī)構(gòu)預(yù)測稱，到2020年，這一技術(shù)量產(chǎn)效率有望突破至22%。
何為PERC技術(shù)
PERC是英文Passivated Emitter and Rear Cell的簡稱
PERC技術(shù)：采用Al2O3膜對背表面進(jìn)行鈍化，可以有效的降低背表面復(fù)合，提高開路電壓，增加背表面反射，提高短路電流，從而提高電池效率。
(單面PERC電池結(jié)構(gòu))
在P型單晶硅上可以實(shí)現(xiàn)1%的效率提升，而多晶硅上可以實(shí)現(xiàn)0.6%的效率提升。PERC電池由于其工藝相對簡單，成本增加較少，是目前和未來的主流量產(chǎn)工在P型單晶硅上可以實(shí)現(xiàn)1%的效率提升，而多晶硅上可以實(shí)現(xiàn)0.6%的效率提升。PERC電池由于其工藝相對簡單，成本增加較少，是目前和未來的主流量產(chǎn)工藝。
PERC電池生產(chǎn)流程
PERC電池的優(yōu)勢
1)高光電轉(zhuǎn)化效率，可降低系統(tǒng)的BOS成本。
2)低衰減，可保證項(xiàng)目發(fā)電量。
3)機(jī)械性能并不差，隱裂不會明顯增加。
4)高發(fā)電量，可提高項(xiàng)目的收益。
PERC技術(shù)分類
目前幾類PERC技術(shù)單晶P型和N型。
制造工藝有所區(qū)別，都是不同的技術(shù)路線，P型是比較成熟的工藝，優(yōu)點(diǎn)是價格較低，N型是最新的技術(shù)路線，優(yōu)點(diǎn)是效率較高、壽命更長。
目前P型晶硅電池占據(jù)晶硅電池市場的絕對份額。N型單晶硅較常規(guī)的P型單晶硅具有少子壽命高、光致衰減小等優(yōu)點(diǎn)，具有更大的效率提升空間。
1、P型電池的PERC技術(shù)
PERC技術(shù)在單晶電池方面體現(xiàn)了更好的溢價優(yōu)勢和發(fā)展空間。PERC技術(shù)使單晶電池的轉(zhuǎn)換效率提升高出1個百分點(diǎn)，而多晶電池僅為0.5個百分點(diǎn)。從溢價角度看，PERC技術(shù)對于單晶電池的收益更為明顯，多晶電池的溢價基本被新增設(shè)備的折舊所抵消。
2、N型電池的PERT技術(shù)
PERT電池是發(fā)射結(jié)鈍化全背場擴(kuò)散電池，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是背表面擴(kuò)散全覆蓋以降低電池的背面接觸電阻和復(fù)合速率。背面全背場擴(kuò)散可以通過不同的工藝方式實(shí)現(xiàn)，主要包括管式擴(kuò)散，外延生長法，離子注入法等。
3、N型電池的雙面發(fā)電技術(shù)
與常規(guī)p型電池不同，n型電池正反兩面均有鈍化膜覆蓋，金屬化由絲網(wǎng)印刷完成，由于正反面柵線結(jié)構(gòu)都是常規(guī)的H-型，因此電池不僅正面可吸收光，其背表面也能吸收入射光從而產(chǎn)生額外電力。最高功率輸出性能提高10%-15%。
僅2016年-2017年1年左右，PERC組件的效率提升潛力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出行業(yè)最初的預(yù)期?；谏鲜?個主要原因，PERC組件已經(jīng)成為“領(lǐng)跑者”項(xiàng)目中的標(biāo)配，也是未來幾年的主流技術(shù)，將加速平價上網(wǎng)的來臨并實(shí)現(xiàn)土地的最高效利用。
(圖為：PERC電池生產(chǎn)流程)
4、哪些企業(yè)在主攻PERC電池技術(shù)?
目前天合、隆基樂葉等組件企業(yè)一直在主攻P型電池技術(shù)制造組件。英利、晶澳等組件企業(yè)在主攻N型電池工藝技術(shù)。
追蹤PERC電池的前生今世
PERC電池(PassivatedEmitterandRearCell)最早起源于上世紀(jì)八十年代，1989年由澳洲新南威爾士大學(xué)的MartinGreen研究組在AppliedPhysicsLetter首次正式報道了PERC電池結(jié)構(gòu)，當(dāng)時達(dá)到22.8%的實(shí)驗(yàn)室電池效率。
1999年驗(yàn)室研究的PERL電池創(chuàng)造了轉(zhuǎn)換效率25%的世界紀(jì)錄。采用了光刻、蒸鍍、熱氧鈍化、電鍍等技術(shù)。
2006年用于對P型PERC電池的背面的鈍化的AlOx介質(zhì)膜的鈍化作用引起大家重視，PERC技術(shù)開始逐步走向產(chǎn)業(yè)化。
2013年前后，開始有廠家導(dǎo)入PERC電池生產(chǎn)線，近幾年P(guān)ERC電池越來越引起行業(yè)重視，產(chǎn)能獲得快速擴(kuò)張。
2018年底全球perc產(chǎn)能預(yù)期將達(dá)到80GW，這些產(chǎn)能將在2019年1季度前釋放;根據(jù)目前的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，2019年底預(yù)期將有90GW以上的產(chǎn)能達(dá)產(chǎn)。
值得一提的是，隨著PERC電池產(chǎn)能的擴(kuò)張，常規(guī)電池的市場份額將逐步下降。有專家預(yù)測，PERC將成為2019年的主流技術(shù)，利好單晶硅片。
PERC電池潛力分析
PERC電池還有很大的效率提升空間。今后發(fā)射極、背面鋁背場、主柵、硅片質(zhì)量等還有優(yōu)化空間。預(yù)計(jì)即使沒有重要的突破性技術(shù)，2025年左右，單晶PERC電池可實(shí)現(xiàn)高達(dá)24%的轉(zhuǎn)換效率，產(chǎn)線達(dá)到23%，意味著從現(xiàn)在到2025年，每年將有0.4%左右個絕對值的效率提升，同時隨著PERC電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和技術(shù)優(yōu)化，預(yù)計(jì)至2025年成本也將降低至目前的一半。
1)PERC技術(shù)的發(fā)展超過了預(yù)期，給其他種類晶硅電池技術(shù)帶來很大沖擊。單晶電池產(chǎn)業(yè)化效率達(dá)到21.5%，多晶PERC電池產(chǎn)業(yè)化效率在疊加黑硅技術(shù)后已經(jīng)達(dá)到20%以上，有望在明年實(shí)現(xiàn)21%的多晶PERC電池效率。同時PERC電池具有成本優(yōu)勢，其成本和常規(guī)電池成本接近。
和常規(guī)電池比較，PERC電池表現(xiàn)出了良好的效率優(yōu)勢，比常規(guī)電池產(chǎn)業(yè)化效率可提高1-1.5%個效率絕對值。
和高效PERT、HJT等技術(shù)相比，PERC電池產(chǎn)業(yè)化效率接近，但具有更好的成本優(yōu)勢。
2)PERC電池的單晶多晶之分，更大程度上是高質(zhì)量硅片和低質(zhì)量硅片之爭。為提高電池轉(zhuǎn)換效率，無論是PERC、PERT、PERL還是HJT、IBC電池技術(shù)，都越來越重視電池表面的鈍化。隨著鈍化質(zhì)量的不斷改進(jìn)，硅片體內(nèi)的復(fù)合缺陷的影響將愈加明顯，硅片質(zhì)量對電池效率的影響也就愈大。無論單晶硅還是多晶硅，未來不斷改善拉晶/鑄錠工藝，提高硅片質(zhì)量，制造出高質(zhì)量單晶硅片及高質(zhì)量多晶硅片，將是PERC及其他高效電池的發(fā)展方向。
3)青海、大同等實(shí)證基地中的戶外測試結(jié)果表明單晶PERC電池具有一定的發(fā)電優(yōu)勢，具有更好的單位發(fā)電量(kwh/kw)。陽光輻照度、入射角、溫度、風(fēng)速是組件發(fā)電量測試的關(guān)鍵環(huán)境參數(shù)。不同電池的戶外發(fā)電性能比較與分析仍在進(jìn)行中。
4)PERC雙面電池的出現(xiàn)再次提升了PERC電池的競爭力。目前雙面PERC電池的雙面率在75%左右，且制造成本較低，雙面PERC電池不僅拓寬了PERC電池的應(yīng)用場景，而且可獲得更高的發(fā)電增益。大量PERC雙面組件發(fā)電項(xiàng)目的發(fā)電量被收集與對比，在不同發(fā)電季節(jié)、不同氣候區(qū)下，不同背墊面的情況下，報道了5—46%(含跟蹤)的發(fā)電增益。
PERC發(fā)展動向
1、2018年11月8日，隆基樂葉宣布，隆基60型組件光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)20.83%，再次打破單晶PERC組件效率世界紀(jì)錄。2018年以來，隆基樂葉已四次刷新組件技術(shù)的世界紀(jì)錄。
2、東方日升目前前表示，其發(fā)射極和背面鈍化電池2GW生產(chǎn)線的平均效率已超過22.19%，效率峰值達(dá)到了22.36%。
3、2018年5月上旬，通威太陽能自主研發(fā)出了超420W的高效疊瓦組件，其72片版型組件最高發(fā)電輸出功率達(dá)421.9W，破PERC組件世界紀(jì)錄，組件轉(zhuǎn)換效率可達(dá)20.7%。
4、2018年5月9日，晶科宣布其最新的P型PERC單晶太陽能電池效率達(dá)到23.95%，再次打破了此前同類電池的效率記錄。
5、天合光能曾是單晶PERC和多晶PERC電池記錄的保持者，創(chuàng)造了多項(xiàng)世界紀(jì)錄。2016年12月，天合光能以22.61%的轉(zhuǎn)換效率再創(chuàng)單晶PERC電池世界紀(jì)錄。
……
小編只羅列了一些些企業(yè)，事實(shí)上還有很多企業(yè)致力于PERC技術(shù)的，畢竟現(xiàn)在技術(shù)是王道，擁有技術(shù)才能真正走向成功。歡迎大家指正和補(bǔ)充。
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