光伏PERC全称是什么

PERG技术通过在电池的后侧上添加一个电介质钝化层来提高转换效率。标准电池结构中更高的效率水平受限于光生电子重组的趋势。PERC电池最大化跨越了P-N结的电势梯度，这使得电子更稳定的流动，减少电子重组，以及更高的效率水平。

太阳能电池：

又称为“ 太阳能芯片”或 “ 光电池”，是一种利用 太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被满足一定照度条件的光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生 电流。在物理学上称为 太阳能光伏（Photovoltaic，缩写为 PV），简称 光伏。太阳能电池是通过 光电效应或者光化学效应直接把光能转化成 电能的装置。以光电效应工作的晶硅太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的薄膜电池实施太阳能电池则还处于 萌芽阶段。

太阳能电池分类：硅太阳能、多晶体薄膜、有机聚合物、纳米晶、有机薄膜、染料敏化、塑料电池

1989年由澳洲新南威尔士大学的MartinGreen研究组在AppliedPhysicsLetter首

次正式报道了PERC电池结构，当时达到22.8%的实验室电池效率。

1999年验室研究的PERL电池创造了转换效率25%的世界纪录。采用了光

刻、蒸镀、热氧钝化、电镀等技术。

2006年用于对P型PERC电池的背面的钝化的AlOx介质膜的钝化作用引起

大家重视，PERC技术开始逐步走向产业化。

2013年前后，开始有厂家导入PERC电池生产线，近几年PERC电池越来越

引起行业重视，产能获得快速扩张。

2017年全球预计新增产能6.5GW，从现有标准电池线升级2.5GW，预计

至2017年底，全球PERC电池产能将达到20GW。

硅片厚度不断降低

近来，为了降低太阳电池的成本，硅片的厚度不断降低，从最初的

350μm到270、240、220、180μm，将来甚至会向更薄方向发展。

带来的影响

1）背面复合

随着硅片厚度的减薄，少数载流子的扩散长度可能接近或大于硅片的

厚度，部分少数载流子将扩散到电池背面而产生复合，这将对电池效

率产生重要影响。

2)内表面背反射性能

当硅片厚度降低到200μm以下时，长波长的光吸收减少，需要电池有

良好的背反射性能。

PERC

电池结构是从常规铝背场电池（BSF）结构自然衍生而来。BSF电池具

有先天的局限性，随着业界对电池提效的关注愈来愈高，这种局限性

越发明显。应用于常规BSF电池背表面的金属铝膜层中，复合速度无法

降200 cm/s以下。到达铝背层的红外辐射光只60%，70%能被反射回去。

通过在电池背面附上介质钝化层，可大大减少这种光电损失，这就是

PERC电池的工作原理。这个概念仅针对电池背面进行了优化，尤其是

降低了光伏电池背面的复合损失，与电池正面无关。

标杆企业是此轮产能扩张的主力。2018 年至 2019 年，通威作为全球最大的单晶PERC 电池制造商，其产能从9GW 扩张至 17.4GW，增幅约为93%，而单晶PERC 出货量全球第 一的爱旭，其PERC 产能则从 5.5GW 提升至 9.2GW，增幅约为67.27%，硅片巨头隆基的产能则从2018 年 4.5GW 扩展至 10GW，增幅约122.22%。以上厂商切入PERC 电池生产 的时间较早，在技术端占优，此番继续加码PERC，意在夯实其规模优势

兴业矿业：2020年营收9.4亿，同比去年增长7.62%；毛利率48.82%。公司未与光伏银浆有业务往来，白银需求的增加对公司生产经营产生积极影响。

苏州固锝：2020年营收18.05亿，同比去年增长-8.88%；毛利率18.36%。二极管制造龙头，研发出来了HIT电池所需要的银浆。

帝科股份：公司2020年实现营业收入15.82亿，同比去年增长21.71%，近3年复合增长37.92%；毛利率13.33%。

拓展资料：

银浆是一种以银粉、玻璃氧化物以及有机树脂为基材的功能性材料，从功能上来说，分为导电银浆、电阻银浆和电融银浆，其中导电银浆市占90%。

光伏银浆是银浆的主要需求领域，占银浆需求的87%。而光伏银浆中，高温银浆占比98%，目前只有HJT电池片使用低温银浆。

光伏银浆占PERC电池片成本的10%，在电池片中主要用于导电，银浆的品质直接影响电池的光电性能，对电池片的效率有重要影响。

光伏（Photovoltaic）：是太阳能光伏发电系统（Solar power system）的简称，是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。

同时，太阳能光伏发电系统分类，一种是集中式，如大型西北地面光伏发电系统；一种是分布式（以>6MW为分界），如工商企业厂房屋顶光伏发电系统，民居屋顶光伏发电系统。 5.光伏被定义为射线能量的直接转换。在实际应用中通常指太阳能向电能的转换，即太阳能光伏。它的实现方式主要是通过利用硅等半导体材料所制成的太阳能电板，利用光照产生直流电，比如我们日常生活中随处可见的太阳能电池。

光伏技术具备很多优势：比如没有任何机械运转部件；除了日照外，不需其它任何“燃料”，在太阳光直射和斜射情况下都可以工作；而且从站址的选择来说，也十分方便灵活，城市中的楼顶、空地都可以被应用。

TOPCon电池（英文全称TunnelOxidePassivatedContact），是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触的太阳能电池，使用超薄氧化硅来高效钝化电池背面，是目前N型光伏电池（包括TOPCon、HJT、IBC电池等）技术路线的一种。

与目前主流的PERC太阳能电池（P型）相比，TOPCon电池（N型）具有更高的效率和无衰减特性。

业内普遍认为，PERC电池已经迫近效率天花板，降本速度也有所放缓，N型电池技术将替代P型电池，成为下一代电池技术的发展方向。

2015年光伏领跑者计划推出，国家通过此项计划引导光伏行业有序升级，行业积极响应并顺势加快高效电池技术从研发走向量产的步伐。经过市场大浪淘沙，光伏行业主要选择的主要高效电池技术有：多晶黑硅电池技术、N型单晶双面电池技术以及P型单晶PERC电池技术。下面就电池工艺、组件功率、光致衰减、隐裂等方面探讨上述几种技术的优劣。

一、PERC单晶电池

1、PERC单晶单面电池

常规单晶电池主要效率区间为19.8-20%，对应的组件功率为280W。为了进一步提升单晶电池效率，在电池背面增加了钝化层。通过背面钝化层的作用，电池的表面复合速率显著降低，电池的效率提升到20.8-21%，对应的组件功率由280W提升到290W。

和常规单晶电池工艺相比，PERC单晶电池主要增加了背面钝化、背面SiNx膜沉积和激光打孔三道工艺。其中激光打孔工艺是利用一定脉冲宽度的激光在去除部分覆盖在电池背面的钝化层和SiNx覆盖层，以使丝网印刷的铝浆可以与电池背面的硅片形成有效接触，从而使光生电流可以通过Al层导出。因Al浆无法穿透SiNx层，其余未被激光去除的钝化层被覆盖在其上方的SiNx覆盖层保护，发挥降低表面复合速率，提升效率的作用。

通常背面的激光开孔面积约占电池片表面积的5-10%，如激光开孔面积过低，则光生电流在传输过程中电阻较大，从而产生较大的热损失，导致电流效率降低。如激光开孔面积过大，则钝化层无法有效发挥降低表面复合速率的作用，导致电池的效率无法有效提升。激光开孔工艺在电池片表面产生了5-10%的损伤。作为整片单一晶体，PERC单晶由于背面的完整晶体结构被破坏，有很大的隐裂或破碎的风险，晶体损伤可能导致硅片沿着此损伤整片碎裂。PERC单晶电池由于正反面金属结构不同所造成的2-5mm的翘曲，翘曲应力和激光损伤的联合作用下，PERC单晶电池的隐裂或破碎的风险将显著提高。

组件应用在光伏电站后，在整个生命周期内，组件都需要持续经受机械载荷或风载荷等考验。为了保证组件在光伏电站使用的可靠性，组件都需通过5400Pa机械载荷测试，行业标准是测试后组件功率的衰减量小于5%，因为激光开孔工艺造成的损伤导致硅片破碎几率增大，因此PERC单晶组件经过机械载荷测试后的衰减普遍大于5%，而常规单多晶组件的机械载荷测试功率衰减量普遍小于3%。可以看出PERC单晶组件的机械载荷衰减率明显高于其他组件产品。对光伏电站来说，在雪载荷和风载荷等的持续用下，PERC单晶组件从激光开孔点开始逐渐出现隐裂和破片，伴随的是组件功率的持续下降。PERC电池的高机械载荷衰减率PERC单晶组件的这一缺陷给光伏电站发电量带来了极大不确定性。为了缓解PERC单晶在机械载荷和隐裂方面的缺陷，行业采取在组件背面添加加固横梁的方式，并进行了采用加厚硅片来缓解隐裂的尝试，但这些方法均提高了组件的单瓦成本，与降低度电成本的大方向背道而驰。

光致衰减方面，多晶黑硅光衰约为1.5%，N型单晶基本没有光衰，而PERC单晶的光衰在2-10%之间，从而导致PERC单晶组件应用在光伏电站后很可能光电转换效率大幅下降，光伏电站发电量和收益率而随之大幅下降。

2、PERC单晶双面电池

PERC单晶单面电池的背面为全Al层，背面入射光线无法穿透该全Al层，因此PERC单晶单面电池只有正面可以吸收入射光进行光电转换。为了使PERC电池均有双面光电转换功能，行业改变了PERC电池的印刷工艺，将背面全Al层印刷工艺修改为背面局部Al层印刷工艺。该工艺是尽量保证背面Al浆印刷在激光开孔点处，以使光生电流仍然可以通过激光开孔点的Al层导出。

PERC单晶双面电池背面由全Al层改为局部Al层，因此背面的入射光可由未被Al层遮挡的区域进入电池，实现双面光电转换功能。由于激光开孔点仍然需要Al浆来疏导光生电流，因此背面的大部分区域任然覆盖了Al浆，因此和电池正面超过20%的光电转换效率相比，PERC单晶双面电池背面可吸收光线的区域有限，背面的光电转换效率预计在10-15%。同时由于背面由全Al层改为局部Al层，电池的正面效率可能会下降0.2-0.5%。

由于PERC单晶双面电池的工艺与PERC单晶单面电池的工艺并无明显区别，因此PERC单晶双面电池任然面临隐裂率高、机械载荷衰减率高、光致衰减率高等问题。对光伏电站来说，使用PERC单晶双面组件仍然有明显的可靠性风险，对保证电站收益率也是巨大的考验。

二、N型单晶双面电池

N型单晶双面电池在近年也逐步释放产能，从相关资料来看，国内若干主要企业均具有一定技术储备。这种电池的特点也是双面皆可吸收入射光线，从而提升电池和组件的发电量。目前有企业宣传该款电池的正面效率大于21%，背面效率大于19%。封装成组件后，正面功率接近300W，背面功率接近270W。结合各种应用场景，组件发电功率较高。和常规电池相比，该款电池主要增加了双面浆料印刷和硼元素掺杂（如旋涂、印刷高温推进和固态源扩散等）等工艺。目前国内主要企业储备的该产品技术基本都没有用到激光等工艺，因此整个电池制作工艺不对硅片造成额外损伤，组件可在各种使用条件下保持稳定性。此外，还具有无光致衰减、弱光响应好等特点。

P型单多晶电池正面印刷Ag栅线，背面整面印刷Al浆，因此电池正面和背面的金属结构和成分不对称，在丝网印刷烧结后电池片会产生2-5mm的翘曲，从而在电池内部产生应力，由于翘曲和应力的作用，P型单多晶电池的破片率明显提升。由此包括电池生产、组件生产和光伏电站组件中的电池破裂率均提升。N型单晶双面电池正背面均印刷Ag栅线且图形相近，因此N型单晶双面电池结构均有对称性，电池在丝网烧结印刷后不产生翘曲。此外，N型单晶双面电池的工艺流程中无激光等损伤，保持完整晶体结构。综合以上因素，N型单晶双面电池破片率更低。

由于N型单晶双面电池正背面均印刷银浆，因此该款银浆的耗量高于P型单多晶电池。在产能方面，N型电池与P型电池的相比还有差距。

三、多晶黑硅电池

多晶硅片中具有若干不同晶向的晶体，因此单晶广泛应用NaOH溶液各向异性制绒工艺并不适用于多晶制绒。目前通行的多晶硅制绒工艺主要是HF/HNO3混合溶液的缺陷腐蚀制绒法，此方法制绒后的硅片反射率约为18%，高于常规单晶制绒后11%的反射率，不利于多晶电池对入射光线的有效吸收。为了进一步降低多晶硅片制绒后的反射率，采用特殊制绒工艺在多晶硅片表面形成纳米结构，增加有效多晶硅片对入射光线的吸收。采用这种制绒工艺生产的多晶电池有更低的反射率，此方法制绒的多晶电池从肉眼来看比普通多晶电池更黑，因此这种工艺被称为黑硅制绒。

多晶黑硅制绒工艺主要有干法制绒和湿法制绒两种。干法黑硅制绒工艺为反应离子刻蚀法（Reactive Ion Etching，RIE），该方法是等离子体在电场作用下加速撞击硅片，在硅片表面形成纳米结构，从而降低多晶硅片的反射率。湿法黑硅制绒工艺为金属催化化学腐蚀法（Metal Catalyzed Chemical Etching，MCCE），该方法是在硅片表面附着金属，利用HF与强氧化剂混合溶液腐蚀硅片表面，附着在硅片表面的金属随着腐蚀过程而向下沉积，从而在硅片表面形成纳米结构，有效降低硅片表面的反射率。无论干法或是湿法黑硅制绒工艺，都可将多晶电池效率提升0.6%以上，采用多晶黑硅电池封装的组件功率也可从265W提升到275W。多晶黑硅电池的整个制作工艺简单，不对硅片造成额外的损伤，使多晶组件可在各种使用条件下保持可靠性，保证了多晶组件在光伏电站整个生命周期发电量的稳定。此外，多晶电池还具有光致衰减低的特点，多晶电池的光致衰减普遍低于1.5%，而PERC单晶电池的光致衰减为2-10%。可以看出，与PERC单晶电池相比，多晶黑硅的光致衰减率具有很好的优势。

在全球的晶体硅光伏产品中，多晶产品仍然占有50%以上的市场需求。多晶产品具有单瓦价格低、工艺成熟、组件可靠性高的特点，有效降低光伏电站风险，为光伏电站收益提供可靠保障。

结语

多晶黑硅电池和N型单晶双面电池在光致衰减率、破片率和机械载荷衰减率等方面均明显好于PERC单晶电池。因此相比于PERC单晶电池，多晶黑硅电池和N型单晶电池将为光伏电站带来更为稳定的发电量，光伏电站业主的投资回报也可以得到更好的保障。光伏电站作为预期运营25年、30年乃至更长时间的投资项目，除了组件初始功率外，还需要关注组件功率在整个电站生命周期的稳定性和衰减率，以保证稳定的投资回报。