什么是PERC光伏电池？

时间：2019-04-28

什么是PERC光伏电池？PERC电池（Passivated Emitterand Rear Cell）较早起源于上世纪八十年代，1989年由澳洲新南威尔士大学的MartinGreen研究组在AppliedPhysicsLetter**正式报道了PERC电池结构，当时达到22.8%的实验室电池效率。到了1999年其实验室研究的PERL电池创造了转换效率25%的世界纪录。PERC电池的实验室制备，采用了光刻、蒸镀、热氧钝化、电镀等技术。PERC电池与常规电池较大的区别在背表面介质膜钝化，采用局域金属接触，大大降低被表面复合速度，同时提升了背表面的光反射。

双面PERC光伏电池

PERC电池的技术竞争力吸引了整个产业界的关注，产业化设备、关键材料都在加速开发中。通过少量技术改变，在基本不增加成本的基础上，PERC电池可实现双面发电。双面PERC成为行业新热点，其优势包括：可双面发电、双玻封装高可靠性、降低铝浆用量、弯折率降低、与现有PERC生产线兼容、可采用单晶硅或多晶硅作为基体，成本优势显着。缺点是工艺要求特殊、背面印刷精度较单面PERC电池的要求略高、对铝浆有更高的要求。

PERC光伏电池发电性能

PERC电池的发电性能是表征PERC电池竞争力的另一重要因素。在青海、海南、吐鲁番等不同的实证基地进行不同电池户外发电性能的对比分析，选用的组件类型包含常规单晶硅、常规多晶硅、单晶PERC、多晶PERC等，发现单晶PERC技术更高的单位发电特性（kwh/kw）。

大同基地报道了PERC单晶多发电2.61%的发电增益，青海实证基地在一个月的采集数据中发现单晶PERC发电量较高（22.69kwh/kw），单晶常规电池次之（22.26kwh/kw），多晶常规电池再次之（22.20kwh/kw），多晶PERC电池与多晶常规电池接近，似乎更低（21.97kwh/kw）。

需要指出的是，目前户外实测数据收集时间较短，更深入的研究还需要更长时间的发电性能数据收集与对比分析。

PERC光伏电池的光致衰减

虽然P型晶体硅电池普遍有光致衰减作用，但PERC电池相较其他晶体硅电池有更高的衰减，尤其是多晶PERC电池，较多晶常规电池的光致衰减高6~10%。单晶PERC电池的衰减主要与B-O缺陷对有关，通过降低硅片中的氧含量，采用掺Ga代替掺B可有效控制光致衰减。而多晶PERC的光致衰减还未研究清楚。目前的研究认为多晶PERC电池的衰减与表面钝化无关，与注入浓度有关，与热历史有关，经长期辐照可恢复。

我国的光伏企业也相继推出了针对单多晶PERC电池的抑制衰减的工艺和设备。研究认为使用低温浆料，采用吸杂、高温退火及激光快速退火等手段可以抑制衰减。导致衰减的因素仍在研究中，除常规B-O对原因外，还有仍在研究中的未知因素，可能与多晶硅中更高的金属杂质含量有关。

总体来说，单晶PERC电池的衰减**单晶常规电池，其原因主要是由于B-O对导致的，目前已经通过光照退火成功抑制。多晶PERC电池的衰减表现的与温度相关，其原因仍不明朗，但是似乎与多晶硅中过多的金属离子有关。目前已经找到抑制LeTID的途径，包括高温、高光强辐照，以及电注入等技术工艺，但是其大规模应用还具有挑战性。

PERC电池的单晶多晶之分，更大程度上是高质量硅片和低质量硅片之争。为提高电池转换效率，无论是PERC、PERT、PERL还是HJT、IBC电池技术，都越来越重视电池表面的钝化。随着钝化质量的不断改进，硅片体内的复合缺陷的影响将愈加明显，硅片质量对电池效率的影响也就愈大。无论单晶硅还是多晶硅，未来不断改善拉晶/铸锭工艺，提高硅片质量，制造出高质量单晶硅片及高质量多晶硅片，将是PERC及其他高效电池的发展方向。

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