贾锐、陶科、孙昀、姜帅
Institute of Microelectronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
中国科学院微电子研究所
2016‐6‐29
PERC 晶体硅高效电池研究
The research of PERC high efficiency solar cell
提纲
1、中科院微电子研究所研究简介
2、PERC电池的优势(和Al‐BSF比较)
3、PERC电池模拟及性能提升研究
4、PERC电池的光衰问题
5、结论
2015年7月17日，德国SolarWorld 宣布其完全用可产业化的方法，制备出效率达到21.7%的PERC 电池，为目前最高效率，并得到Fraunhofer ISE 的认证。

http://www.pv ‐/news/solarworld_touts_21.7_perc_world_record_efficiecny
2017年年底，通过其
HELENE 计划，效率
达到22.5%
Al‐BSF常规电池Vs. PERC电池
如果电子到背面，通常会被捕获而对电流没有贡献PERC结构，极大减少了电子在背面被捕获几率，使其到发射极的几率增大
长波长的光被背电极吸收，转换成热长波长的光被背钝化膜反射，增加了光的吸收和利用
PERC电池的优点：表面钝化、光的吸收再利用和减少复合常规PERC
常规PERC
Al‐BSF电池Vs. PERC电池: 反射率和内量子效率比对
2013‐2015年PERC电池的设备商、制造商和研究机构
德国ISFH技术：可
产业化PERC21.2%
Source: Greentechmedia，2014
47% Source: ITRPV 2014
提纲
1、中科院微电子研究所太阳电池研究简介
2、PERC电池的优势（和Al‐BSF比较）
3、PERC电池模拟及性能提升研究
4、PERC电池的光衰问题
5、结论
Source: Nico et al, 2014PERC 电池效率提高的途径 空穴的输运
衬底的复合
金属化
背表面复合
前表面复合衬底电阻率2.5 Ω∙cm
衬底电阻率、少子寿命和效率的关系
Source: 29th EUPVSEC 2014, solarworld
高少子寿命
(>100微秒)，有
利于高效PERC 电
池的实现。

低电阻率有利
于PERC 电池效
率的提升
依据衬底电阻率和少子寿命，pitch可在一个范围内变化
Source: Fisher, 2014
Franziska Wolny et al SiliconPV: 2013, Hamelin, Germany
再生@0.4 sun & 165℃三种
电阻
率电
池
低电阻率：
Voc ‐
relative=0.25%@20
min ，再生恢复
再生@0.4 sun & 185℃ 再生的时间严重依赖于温度；
再生的效率依赖于温度；
因此可以根据电阻率的实际情况选定合适的再生温度和时间。

低电阻率：
Voc ‐relative=0.
06%@20 min
没有再生的情况下：
高电阻率效率衰减
1.5%@142h, light
exposure
低电阻率效率衰减
5.5% @142h, light
exposure
三种电
阻率电
池
有再生的情况下：
高电阻率效率衰减1.5%@142h, light exposure
低电阻率效率衰减3% @142h, light exposure 还有光衰，说明除了衬底B‐O导致光衰外，还有别的衰减机理存在
不同再生温度下LID： 再生温度高，LID小
电阻率小，LID大
生产中选择合适的再生温度，需要根据实际情况进行探索
提纲
1、中科院微电子研究所太阳电池研究简介
2、PERC电池的优势（和Al‐BSF比较）
3、PERC电池模拟及性能提升研究
4、PERC电池的光衰问题
5、结论
结论
PERC电池效率将会不断提高，大规模生产将会在未来几年实现；
PERC电池的诸多问题，如光衰问题、背面钝化问题等将得到逐步克服；
PERC电池中的诸多机理问题，需要深入地开展研究，以提高效率；
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