| 參加於大陸上海舉辦之「2013中國國際光伏技術大會」,收集最新矽晶太陽電池研發資訊,並參訪低成本冶金級矽太陽電池製造廠Sunpreme,討論技術研發合作。3月20日至3月22日在會議上收集資料,23日至Sunpreme工廠參訪交流。近幾年來電池模組的成本下降速度遠高於BOS(BalanceofSystem)的成本下降速度,所以採用稍貴一點點的高效率電池來建立太陽能發電系統反而是有利的,降低LCOE(LevelizedCostofElectricity)而達到與市電同價目標。實驗室中的高效率電池(>24%)尚採用許多昂貴半導體製程完成,無法進行量產,目前仍需克服的問題是如何將這些實驗室等級之矽太陽電池結構以及技術落實到產業界可以大量且低成本地生產,於是相關的簡化以及替代技術將被討論,這些方式目前在實際製作上仍趨複雜但有一定的潛能可導入業界的標準生產流程。這些高效率矽太陽電池的則是圍繞著大家熟知的IBC(InterdigitatedBackContact)、MWT(MetalWrapThrough)、HIT(HeterojunctionwithIntrinsicThinfilm)等結構進行討論,如何用最少最簡易的步驟來製作,其中的MWT由於可直接從目前的標準製程升級來製作,只需額外購入雷射機台以及多一雷射製程步驟,即可製作出背接觸式電極的太陽電池,方便封裝以及可以有效降低CtM(CelltoModule)的衰減,對於業界相當具有吸引力。除了電池結構之外,矽基板本身的品質也是生產高效率矽太陽電池的重要因素,矽晶高效率電池未來以N型基板的發展性最高(>21%),N型基板有高的MCLT(MinorityCarrierLifetime少數載子生命週期)、受金屬雜質影響較不明顯以及沒有LID(Light-InducedDegradation)效應等優點。但是目前無法大量生產的重要因素是N型矽基板的價格還太高,為了克服這項問題CCZ(ContinuousCzochralski)技術被研究,CCZ簡單來說就是在拉晶的過程中加入適當份量的矽原料來維持矽熔化物的摻雜濃度,以此達到整個晶柱在生長過程中的摻雜濃度可以維持幾乎是固定的狀態,產量可大幅提升降低製作成本。在個別的技術發展方面可以發覺到使用雷射加工的製作方式常常被提出來討論,包括雷射開孔、雷射轉移電極、雷射熔融及雷射摻雜等技術,主要應用在電極與射極接面的製作上面,使用在電極製作上通常會配合電鍍製程來增加電極厚度,下降線電阻。改變電極的材料是另外的重點之一,由於銀漿現在約佔矽電池製作成本的17%,減少銀漿的使用或以鋁、銅、錫等便宜的金屬來取代將可以大幅的降低成本。最後行程是參訪Sunpreme公司的生產工廠,這間工廠在2011年九月才定案動工建廠,2012年三月就可以開始量產,這間公司生產類似HIT的矽太陽能電池,主要差異點在於使用了非常低純度的原料來製作矽晶片,採用大量的薄膜製程機台,製作過程溫度不超過200度,轉換效率可以達17%。廠房內從購入的多晶矽原料開始,進行熔融鑄造矽晶錠,切除前後品質較差處後進行切片,接著是雙面的HIT結構製作,有10nm厚的非晶矽層作為鈍化層,最上下層則是TCO薄膜,根據前後的功函數需求不同,要使用不同的TCO材料,例如ITO與GZO。參觀後進行研究技術的交流,Sunpreme為了降低製作開發成本,要使用電鍍銅的製程來取代銀漿印刷製程,根據他們的研究顯示關鍵在於金屬與TCO層之間的附著性不佳,如果能找出適合的方式或中間層可以解決這問題,將是一大突破。 |