太阳能电池用N型硅单晶技术要求-编制说明

PAGE4PAGE团体标准内蒙古中环光伏材料有限公司2020年6月10日一、工作简况（一）任务来源根据内蒙古质监局关于下达2017年第一批内蒙古自治区地方标准制修定项目计划的通知（内质监标函[2017]253号）。《高效太阳能电池用N型硅单晶技术要求》被列入地方标准“制定”项目。（二）起草单位内蒙古中环光伏材料有限公司（三）主要起草人主要起草人：高润飞、郭志荣、张文霞、李建弘、张红霞、马博。二、制定标准的必要性和意义由于晶硅太阳电池成熟的工艺和技术、高的电池转换效率及高达25年以上的使用寿命，使其占据全球光伏市场约90%份额。理论上讲，不管是掺硼的P型硅片还是掺磷的N型硅片都可以用来制备太阳能电池。但由于太阳能电池是基于空间航天器应用发展而来的，较好的抗宇宙射线辐照能力使得P型晶硅电池得到了充分的研究和空间应用。技术的延续性使目前地面用太阳能电池90%是掺硼P型晶硅电池。而且，研究还发现N型晶硅电池由于p+发射结均匀性差导致填充因子较低，并且长期使用或存放时，由于发射结表面钝化不理想等原因电池性能会发生衰退。另外，B2O3的沸点很高，扩散过程中始终处于液态状态，扩散均匀性难以控制，且与磷扩散相比，为了获得相同的方块电阻需要更长的时间和更高的温度，导致材料性能变差。所以与在N型硅片上形成掺硼p+发射结在工业生产中比较困难。然而，地面应用并不存在宇宙射线辐照的问题，而且随着技术的发展，原来困扰N型晶硅电池的发射结浓度分布、均匀性、表面钝化等技术难题已经解决。随着市场对电池效率的要求越来越高，P型电池的效率瓶颈已越发明显。N型晶硅电池由于其高少子寿命和无光致衰减等天然优势，具有更大的效率提升空间和稳定性，成为行业关注和研究的热点。根据国际光伏技术路线图ITRPV2016的预测，随着背接触（BC）、异质结（HIT）等电池新结构，及激光、离子注入等新技术的引入，N型单晶电池的效率优势会越来越明显，且硅单晶在今后几年的市场份额会逐步增加，到2025年将超过多晶硅，占据光伏市场份额首位，其中80%以上为N型单晶。从目前高效太阳能电池来看，全部集中到N型硅基上，PanasonicHIT24.7%、HBC25.1%，,SunPowerIBC25%，SharpHBC25.1%，大面积HBC电池最高效率已达到25.6%，展现了强大的发展潜力。2017年内蒙古自治区政府工作报告中指出“加大科技创新力度，在清洁能源、现代煤化工、有色金属、高端装备、农畜产品加工等重点领域，开展技术攻关，加快技术成果转化，建立以市场为导向、产学研结合的科技成果转化推广体系。”其中清洁能源包括太阳能、生物能、氢能、风能、海洋能、地热能、水能。增加N型硅单晶的相关技术参数属于太阳能领域中硅材料生产的技术方法。因此该标准内容涉及自治区经济或社会发展的重点领域。基于以上，提出制定《太阳能电池用N型硅单晶技术要求》团体标尊，从而解决光伏行业中N型高效硅单晶发展或管理中的难点问题。三、主要起草过程首先由标准提出部门内蒙古中环光伏材料有限公司科技质量部，组织标准起草各部门相关领域的专业技术人员成立标准起草小组，统一领导，明确职责。针对N型硅单晶的相关技术参数、技术要求的实际运用情况进行了充分调查研究、综合分析和试验验证。严格按照内蒙古自治区地方标准的编写格式、结构和表述规则撰写标准初稿，并征求了光伏行业专家、从事N型硅单晶生产、检测的技术工程师意见和建议，经起草小组多次讨论、修改，形成了最终的地方标准征求意见稿。内蒙古中环光伏材料有限公司属集团企业，在集团内部有完整的光伏产业链企业，自硅料、铸锭（拉棒）、切片、电池片、电池组件、应用系统等6个环节，可以保证及时、有效的验证技术要求的准确性、适用性。四、制定标准的原则和依据,与现行法律、法规、标准的关系1、标准编制原则符合GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定。2、编制依据《中华人民共和国标准化法》；《国家标准管理办法》（国家技术监督局令第10号）；《内蒙古自治区地方标准管理办法》；3、本标准与现行法律、法规、标准的关系经广泛调研和多方面征求意见，本标准有关技术要求、性能指标、试验方法等符合现行法律、法规、规章及有关强制性标准要求并具有一致性。五、主要条款的说明，主要技术指标、参数、试验验证的论述光伏行业中硅单晶太阳能电池用N型硅单晶的产品相关参数的标准，主要技术内容有：1、N型硅单晶规格及对应尺寸。根据市场及客户需求规范N型硅在晶体尺寸上的控制以及面向高效太阳能电池在尺寸上的要求。2、根据客户及市场需求调整电阻率范围。六、重大意见分歧的处理依据和结果本标准在制定过程中没有重大意见和分歧。七、采用国际标准或国外标准的，说明采标程度，以及国内外同类标准水平的对比情况本标准没有采用国际标准和国外先进标准。目前，国际上尚未发布同类检测标准。国内只有国家标准GB/T25076-2010《太阳电池用硅单晶》，但是随着市场及客户要求，该国家标准中对N型硅单晶的技术参数要求已无法满足目前日新月异太阳能电池的需求。目前国内外均未发布有关N型硅单晶的技术规程、法律、法规。未被纳入国家标准、行业标准、内蒙古自治区地方标准制修