PERC电池的前生今世

　　2018年5月上旬，通威太阳能自主研发出了超420W的高效叠瓦组件，其72片版型组件最高发电输出功率达421.9W，破PERC组件世界纪录，并获得成都国家光伏产品质量监督检验中心测试验证，组件转换效率可达20.7%，完全满足并大幅超过“技术领跑者”技术门槛限制。

　　通威太阳能双面PERC叠瓦组件功率可达460W。同时，组件顺利通过IEC 61215 & IEC 61730新标准的所有稳定性和可靠性测试，获得T?V NORD 颁发的叠瓦组件IEC 61215 & IEC 61730新标准认证证书。

　　每一次技术研发都能带给人们惊喜，这则消息更多让人看到光伏产业技术发展带来辉煌前景 。技术永远是第一生产力，技术的提升意味着产品性能更高，也代表了未来技术领域的走向，我们不妨回顾下光伏技术领域的林林总总，科普下光伏PERC技术的前生今世……

　　何为PERC技术

　　PERC技术：采用Al2O3膜对背表面进行钝化，可以有效的降低背表面复合，提高开路电压，增加背表面反射，提高短路电流，从而提高电池效率。

　　在P型单晶硅上可以实现1%的效率提升，而多晶硅上可以实现0.6%的效率提升。PERC电池由于其工艺相对简单，成本增加较少，是目前和未来的主流量产工在P型单晶硅上可以实现1%的效率提升，而多晶硅上可以实现0.6%的效率提升。PERC电池由于其工艺相对简单，成本增加较少，是目前和未来的主流量产工艺。

　　PERC电池的优势

　　1）高光电转化效率，可降低系统的BOS成本。

　　2）低衰减，可保证项目发电量。

　　3）机械性能并不差，隐裂不会明显增加。

　　4）高发电量，可提高项目的收益。

　　目前几类PERC技术单晶P型和N型

　　制造工艺有所区别，都是不同的技术路线，P型是比较成熟的工艺，优点是价格较低，N型是最新的技术路线，优点是效率较高、寿命更长。

　　目前P型晶硅电池占据晶硅电池市场的绝对份额。N型单晶硅较常规的P型单晶硅具有少子寿命高、光致衰减小等优点，具有更大的效率提升空间。

　　P型电池的PERC技术

　　PERC技术在单晶电池方面体现了更好的溢价优势和发展空间。PERC技术使单晶电池的转换效率提升高出1个百分点，而多晶电池仅为0.5个百分点。从溢价角度看，PERC技术对于单晶电池的收益更为明显，多晶电池的溢价基本被新增设备的折旧所抵消。

　　N型电池的PERT技术

　　PERT电池是发射结钝化全背场扩散电池，其结构特点是背表面扩散全覆盖以降低电池的背面接触电阻和复合速率。背面全背场扩散可以通过不同的工艺方式实现，主要包括管式扩散，外延生长法，离子注入法等。

　　N型电池的双面发电技术

　　与常规p型电池不同，n型电池正反两面均有钝化膜覆盖，金属化由丝网印刷完成，由于正反面栅线结构都是常规的H-型，因此电池不仅正面可吸收光，其背表面也能吸收入射光从而产生额外电力。最高功率输出性能提高10%-15%。

　　目前英利熊猫双面发电组件，最高输出功率可达330W

　　仅2016年-2017年1年左右，PERC组件的效率提升潜力已远远超出行业最初的预期。基于上述4个主要原因，PERC组件已经成为“领跑者”项目中的标配，也是未来几年的主流技术，将加速平价上网的来临并实现土地的最高效利用。

　　哪些企业在主攻PERC电池技术？

　　目前天合、乐叶等组件企业一直在主攻P型电池技术制造组件。英利、晶澳等组件企业在主攻N型电池工艺技术。

　　追踪PERC电池的前生今世

　　PERC电池（Passivated Emitterand Rear Cell）最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。

　　值得一提的是，2017年将可能是PERC电池与常规电池的市场份额的转折性的一年。随着PERC电池产能的扩张，常规电池的市场份额将逐步下降。

　　目前发展趋势

　　目前，全球80%的组件为多晶组件市场，其性价比高，性能稳定，衰减率低。但是随着单晶组件的成本降低，以及P型和N型电池技术路线的不断深化，单晶组件在市场上的比重逐渐增加。

　　天合光能量产正面21.15%、背面12.27%的双面效率。隆基乐叶报道了正面300W背面225W的组件功率。

　　1）PERC技术的发展超过了预期，单晶电池产业化效率达到21.5%，多晶PERC电池产业化效率在叠加黑硅技术后已经达到20%以上，有望在明年实现21%的多晶PERC电池效率。　　和常规电池比较，PERC电池表现出了良好的效率优势，比常规电池产业化效率可提高1-1.5%个效率绝对值。和高效PERT、HJT等技术相比，PERC电池产业化效率接近，但具有更好的成本优势。

　　4）PERC双面电池的出现再次提升了PERC电池的竞争力。目前双面PERC电池的双面率在75%左右，且制造成本较低，双面PERC电池不仅拓宽了PERC电池的应用场景，而且可获得更高的发电增益。大量PERC双面组件发电项目的发电量被收集与对比，在不同发电季节、不同气候区下，不同背垫面的情况下，报道了5—46%（含跟踪）的发电增益。

　　PERC电池潜力分析

　　PERC电池还有很大的效率提升空间。今后发射极、背面铝背场、主栅、硅片质量等还有优化空间。预计即使没有重要的突破性技术，2025年左右，单晶PERC电池可实现高达24%的转换效率，产线达到23%，意味着从现在到2025年，每年将有0.4%左右个绝对值的效率提升，同时随着PERC电池产业规模的扩大和技术优化，预计至2025年成本也将降低至目前的一半。

　　1）PERC技术的发展超过了预期，给其他种类晶硅电池技术带来很大冲击。单晶电池产业化效率达到21.5%，多晶PERC电池产业化效率在叠加黑硅技术后已经达到20%以上，有望在明年实现21%的多晶PERC电池效率。同时PERC电池具有成本优势，其成本和常规电池成本接近。

　　和常规电池比较，PERC电池表现出了良好的效率优势，比常规电池产业化效率可提高1-1.5%个效率绝对值。

　　和高效PERT、HJT等技术相比，PERC电池产业化效率接近，但具有更好的成本优势。

　　2）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。

　　3）青海、大同等实证基地中的户外测试结果表明单晶PERC电池具有一定的发电优势，具有更好的单位发电量（kwh/kw）。阳光辐照度、入射角、温度、风速是组件发电量测试的关键环境参数。不同电池的户外发电性能比较与分析仍在进行中。

　　4）PERC双面电池的出现再次提升了PERC电池的竞争力。目前双面PERC电池的双面率在75%左右，且制造成本较低，双面PERC电池不仅拓宽了PERC电池的应用场景，而且可获得更高的发电增益。大量PERC双面组件发电项目的发电量被收集与对比，在不同发电季节、不同气候区下，不同背垫面的情况下，报道了5—46%（含跟踪）的发电增益。