2016年4月20日,武漢帝爾激光科技股份有限公司(以下“帝爾激光”)與帝人株式會社(以下“帝人”)建立戰略合作伙伴關系,以帝爾激光先進的激光技術、設備和帝人開發出的全球先驅硅漿材料的組合,共同確立制造高轉換效率太陽能電池的激光摻雜技術。為此,在中國武漢市的帝爾激光公司內,新設具備專用激光加工機與印刷機的激光摻雜試驗中心,自今日起正式運行。
1.背景
(1)太陽能電池模組的市場規模,到2025年預計將達到8兆日元(約4700億人民幣)。現在市場對高轉換效率太陽能電池的開發有著強烈的需求。
(2)近年,通過改良常規的晶硅系太陽能電池的背面電極結構來提高轉換效率的PERC太陽能電池,特別是可進一步達成更高轉換效率的PERL(※1)太陽電池的開發日益活躍。PERL太陽能電池,其背面有鈍化層,把“重摻摻雜層”(※2)設置在背面電極正下方的局部區域內,能有效地收集太陽能電池中產生的電流。但是,由于PERL其生產工序復雜,成本高,被認為很難達到工業化生產。
(※1)PERL:Passivated-Emitter,Rear-Localized的簡稱。作為晶硅系太陽能電池的代表構造PERC( Passivated Emitter and Rear Contact)的進化系,被稱為是從高轉換效率到下一代太陽能電池構造上的關鍵。
(※2)重摻摻雜層:太陽能電池基板里,通過加熱或者激光將硼,磷,鋁等元素有意識地向太陽能電池基板內擴散,從而形成良好的接觸。
(3)帝爾激光成立于2008年,地處中國光谷--武漢,以其高性能、高精細的激光加工技術對提高太陽能電池的轉換效率作出極大的貢獻,因此陸續被全球一線太陽能電池制造商所采用。特別是PERC太陽能電池的激光加工設備,占有全球50%以上的市場份額,是世界領先的激光加工設備的制造商。
(4)另一方面,研究發現帝人獨自展開的NanoGram?硅漿對于提高PERC太陽能電池的轉換效率的重要部分--“重摻摻雜層”的形成是極其有效的材料。將形成“重摻摻雜層”必不可少的硼、磷等摻雜物包裹在直徑20nm的硅納米粒子中并加工成分散均一的漿料,從而開發出高效的太陽能電池用NanoGram?硅漿。
(5)此外,在2014年帝人結合絲網印刷以及激光摻雜技術同步實現局部開孔并形成“重摻摻雜層”,從而成功的開發出“NanoGram?PERC”太陽能電池制造技術,全球最初可以讓PERL太陽能電池達到工業化的技術。通過應用此項技術,確認到與以往的PERC太陽能電池比,“NanoGram?PERC”太陽能電池的轉換效率提高了0.5%,并且與世界權威的德國研究開發機構Fraunhofer ISE共同開發的6寸太陽能電池也證實了其有助于提高轉換效率。
2.關于此次的合作
(1)通過此次的合作,兩家公司將共同致力于開發適用于向硅基板擴散時NanoGram?硅漿的最佳激光摻雜條件以及適合于量產的激光摻雜設備,并且建立可以實現“NanoGram?PERC”太陽能電池量產的技術。
(2)此外,帝爾激光內新設激光應用聯合研究中心,以便促進對于“NanoGram?PERC”太陽能電池有效性的認知。通過帝爾激光的激光摻雜技術與帝人的NanoGram?硅漿,共同為太陽能電池制造商提供生產“NanoGram?PERC”太陽能電池的劃時代的解決方案。
3.今后的展開
在未來,兩家公司將共同致力于開展使用NanoGram?硅漿的各類激光摻雜技術的量產化,以及大力推進其市場營銷活動。以把實現高轉換效率的激光摻雜技術變為太陽能電池制造領域的業界標準為目標,在今后預計急速擴大的PERC太陽能電池領域,3年內希望獲得50%以上的市場分額。