RIE技术最新研究进展.pptx

RIE技术最新研究进展 海润研发中心 刘仁中 CPVC15优秀论文,黑硅电池，指电池片外观呈黑色或近于黑色的电池。 具有代表性的实现形式： RIE黑硅：IPS、Jusung、比太科技等设备厂商支持RIE黑硅电池产业化。 金属诱导湿法黑硅：业内已完成0.4%效率提升的Ag诱导湿法黑硅产业化。,1. 黑硅电池定义及实现形式,图1. IPS RIE设备简图,图3. 比太RIE设备简图,图2. Jusung RIE设备简图,气相化学腐蚀黑硅：南昌大学周浪院长团队开发成功并具备产业化条件。 电化学腐蚀“多孔硅”黑硅：把硅片作为阳极在HF溶液中通入电流进行腐蚀获得多孔硅。,图6. 电化学腐蚀原理图,图4. 气相腐蚀设备结构简图,图5. 气相腐蚀SEM绒面图,1. 黑硅电池定义及实现形式,RIE反应离子刻蚀（RIE, Reactive Ion Etching）是一种应用于多晶电池的干法制绒技术，主要原理： 化学蚀刻：射频发生器将反应气体离化，反应气体中的氟离子与硅片发生化学反应完成化学蚀刻。 物理轰击：质量较大的正离子，被平板电场的电压有效加速，垂直轰击放置于阴极表面的硅片，实现对硅片表面的物理轰击。,2. RIE原理简介,笔者认为，RIE技术光伏产业化主要经历以下两个阶段： 第一阶段（2004年-2013年）： 以日本京瓷（ Kyocera）“d.Blue”电池为代表的第一代RIE黑硅电池技术，2004年京瓷开发出基于抛光片的RIE黑硅电池并实现量产，其主要特点是电池效率提升0.40%、全新的电池外观、与BIPV的完美结合等。 第二阶段（2014年-至今）： 基于国产RIE平台在常规酸制绒绒面基础上实现RIE黑硅电池的量产，其主要特点是0.60%以上的电池效率提升、优秀的抗PID性能、分布式、大型电站的批量化应用等。,3. RIE技术光伏产业化,4. RIE电池工艺流程,图9. RIE反应气体流程图,5. RIE反射率及绒面优势,图10. RIE反射率优势,b). RIE-A类绒面,d). RIE-C类绒面,c). RIE-B类绒面,a). 常规电池,图11. RIE绒面优势,6. 金刚线切割多晶硅片存在的问题,线痕明显,尝试改变制绒配方、采用制绒添加剂、采用碱制绒体系制绒等方法，均无法得到理想的效果。,a). 常规酸制绒,c). 添加剂制绒,b). 不同酸制绒配方制绒,d). 碱制绒体系制绒,图12. 不同制绒方式绒面结构,6. 金刚线切割多晶硅片存在的问题,腐蚀缺陷少：腐蚀缺陷少即“起核点”少导致反应初期腐蚀速率低。 损伤层薄：腐蚀速率趋于稳定时腐蚀速率仍小于砂浆切割。,7. 金刚线切割硅片反射率高的原因,图13. 砂浆切割、金刚线切割硅片腐蚀速率对比,通过改变RIE工艺条件，完全可以使金刚线切割硅片的反射率与砂浆切割一致。,相同RIE条件下，金刚线切割硅片反射率略高于砂浆切割。,8. RIE改善金刚线硅片反射率,表1. 电池效率对比,9. 电池效率提升及线痕改善,表2. 不同反射率RIE电池电流封装增益,10. 组件功率改善-封装损失模拟,图14. 不同波长范围Isc封装增益对比,10. 组件功率改善-封装损失模拟,通过反射率优化、电池效率提升和组件BOM材料的改善，截止目前，相同BOM条件下，60片电池RIE组件平均功率较常规组件提升5W以上，可满足270W主流功率组件的稳定量产。,表3. RIE组件与常规组件输出功率对比,11. 组件功率,RIE黑硅技术是解决金刚线切割多晶硅片制绒难题的最优方案之一： . 反射率可任意调节； . 明显改善切割线痕； . 转换效率提升0.56%； . 组件功率提升5W，主流功率达到270W。 封装