需求背景
2019年全球溫室氣體 排放再創(chuàng)新高，達(dá)到591億噸二氧化碳當(dāng)量，其中中國排放140億噸，人均排放9.7億噸，超過歐盟，我國將面臨被征收高額“碳關(guān)稅”的風(fēng)險(xiǎn)，因此能源轉(zhuǎn)型迫在眉睫。我國目前光伏發(fā)電量2605億千瓦時(shí)，占總發(fā)電量的3.5%，作為“碳中和”的主要手段之一，光伏發(fā)電能力仍需要持續(xù)提高。
太陽能電池組件(也叫太陽能電池板)是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部分。其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來，或推動(dòng)負(fù)載工作。
隨著大硅片技術(shù)的逐漸成熟，組件轉(zhuǎn)換效率的提升已經(jīng)逐漸接近瓶頸，組件效率的提升目前只能依靠高效電池技術(shù)，其中TOPCon電池技術(shù)是最接近量產(chǎn)的高效技術(shù)。
2013 年，德國Fraunhofer研究所首次提出了 TOPCon 的電池結(jié)構(gòu)，TOPCon 是隧穿氧化層鈍化接觸(Tunnel Oxide Passivated Contact)的簡(jiǎn)稱，其電池結(jié)構(gòu)為 N 型硅襯底電池，在 PERC (PERT)電池制備工藝的基礎(chǔ)上，在電池背面制備一層超薄二氧化硅，然后再沉積一層摻雜硅薄層，二者共同形成了鈍化接觸結(jié)構(gòu)，有效降低表面復(fù)合和金屬接觸復(fù)合，在鈍化界面的同時(shí)起到吸收載流子的作用，可以極大地提升太陽能電池的效率，量產(chǎn)效率較 PERC 高 1%左右，最高理論效率為 28.7%，為電池轉(zhuǎn)換效率進(jìn)一步提升提供了更大的空間。
TOPCon技術(shù)最大優(yōu)勢(shì)在于其與PERC電池產(chǎn)線的良好兼容性，常規(guī)PERC電池產(chǎn)線只需要額外增加部分設(shè)備即可具備TOPCon生產(chǎn)能力。而TOPCon與PERC相比主要變動(dòng)及新增三個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)備：硼擴(kuò)散，隧穿氧化和非晶硅(LPCVD 或 PECVD)，去繞鍍清洗。其中隧穿氧化和非晶硅鍍膜為TOPCon工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，LPCVD為關(guān)鍵設(shè)備。目前行業(yè)內(nèi)PERC電池產(chǎn)能在 250GW以上，部分較新的產(chǎn)線都預(yù)留有TOPCon電池的升級(jí)空間，預(yù)計(jì)未來2-3年，TOPCon技術(shù)將迎來廣泛的應(yīng)用。
TOPCon電池結(jié)構(gòu)示意圖
需解決的主要技術(shù)難題
隨著大硅片技術(shù)的逐漸成熟，組件轉(zhuǎn)換效率的提升已經(jīng)逐漸接近瓶頸，組件效率的提升目前只能依靠高效電池技術(shù)，其中TOPCon電池技術(shù)是最接近量產(chǎn)的高效技術(shù)。但以下需要相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)：
(1)TOPCon電池由于背面存在一層特殊的鈍化層，需要開發(fā)專門的無損切割激光工藝來降低TOPCon電池的切割損耗;
(2)快速準(zhǔn)確的IV測(cè)試技術(shù)是TOPCon組件IV測(cè)試的難點(diǎn)，高電容效應(yīng)導(dǎo)致TOPCon組件存在功率測(cè)試失真的現(xiàn)象，而且測(cè)試時(shí)間較長，需要研究開發(fā)一種適合量產(chǎn)的TOPCon組件測(cè)試方法，來保證測(cè)試組件的準(zhǔn)確性和快速性。該問題的解決將有力推進(jìn)TOPCon組件量產(chǎn)，提升TOPCon組件生產(chǎn)產(chǎn)能，從而降低成本。
期望實(shí)現(xiàn)的主要技術(shù)目標(biāo)
共同研發(fā)形成以下技術(shù)創(chuàng)新：
(1)開發(fā)一種無損切割激光工藝來降低TOPCon電池切割后的效率損耗，提升組件效率。
(2)研發(fā)TOPCon測(cè)試設(shè)備硬件的提升和測(cè)試方法的優(yōu)化。提升光源脈寬，消除電容效應(yīng)，即在有限的測(cè)試時(shí)間中將掃描時(shí)間集中在最大功率點(diǎn)范圍附近，提升量產(chǎn)效率，降低組件成本。
公司介紹
連云港神舟新能源有限公司由中國航天科技集團(tuán)第八研究院下屬的上海航天汽車機(jī)電股份有限公司(股票代碼600151)投資建設(shè)，是以太陽能光伏電池組件研發(fā)、制造、技術(shù)服務(wù)于一體的航天光伏產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目。公司于2010年8月成立，注冊(cè)資金2.5億元，注冊(cè)地點(diǎn)連云港贛榆區(qū)。經(jīng)過近幾年技術(shù)改造、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率等措施，年產(chǎn)能已達(dá)到1.5GW，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。。先后通過并取得ISO9001、ISO14001、ISO45001體系認(rèn)證證書;獲得高新技術(shù)企業(yè)證書、江蘇省企業(yè)技術(shù)中心授牌、江蘇省工程技術(shù)研究中心授牌;自主研發(fā)的HT品牌太陽能電池組件產(chǎn)品已形成三大系列20余個(gè)品種，并先后獲得UL、CQC、TUV、CEC、JET、Rina、CSA等國內(nèi)外權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)產(chǎn)品認(rèn)證，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷波蘭、德國、意大利、印度、日本、巴西等國家。
公司致力于航天高科技技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化建設(shè)，努力實(shí)現(xiàn)航天機(jī)電光伏產(chǎn)能建設(shè)目標(biāo)，加快航天光伏產(chǎn)業(yè)布局，提升產(chǎn)業(yè)整體能力，是航天新能源光伏產(chǎn)業(yè)鏈的重要產(chǎn)業(yè)基地。
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中冶有色技術(shù)平臺(tái)
2024年10月25日 ~ 27日 
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