2023年12月14-15日，由中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)、宿遷市人民政府共同主辦的“2023光伏行業(yè)年度大會(huì)” 在江蘇宿遷駱馬湖畔隆重召開(kāi)。帝科股份DKEM? (300842.SZ)作為全球領(lǐng)先的光伏金屬化漿料供應(yīng)商受邀在“光伏供應(yīng)鏈配套發(fā)展論壇”發(fā)表題為《邁向“TOPCon”基高效電池金屬化新時(shí)代》的主題演講。

傳統(tǒng)高溫?zé)Y(jié)金屬化

鈍化與接觸，矛與盾的平衡

回顧與展望光伏電池技術(shù)發(fā)展，鈍化與接觸演進(jìn)是其中的核心命題。過(guò)往，高溫?zé)Y(jié)金屬化需要銀漿刻蝕打開(kāi)鈍化層以便形成歐姆接觸。良好的金屬化效果，需要不斷優(yōu)化漿料配方尋求矛與盾的精準(zhǔn)平衡。

傳統(tǒng)高溫?zé)Y(jié)金屬化歐姆接觸的導(dǎo)通機(jī)制中，銀微晶直接導(dǎo)通占據(jù)主導(dǎo)地位，輔以不同類型隧穿式間接導(dǎo)通。從電化學(xué)角度，直接導(dǎo)通通道的構(gòu)建需要燒結(jié)中溶于玻璃的Ag+獲得足夠多的電子還原形成銀微晶。

n+/n-Poly摻磷表面富電子，有利于Ag+還原形成銀微晶；而p+/p-Poly表面摻硼缺電子，不利于Ag+還原形成銀微晶。

所以，PERT/TOPCon電池p+發(fā)射極金屬化過(guò)往采取摻鋁銀漿思路，通過(guò)銀鋁尖刺形成柵線與發(fā)射極的直接連接導(dǎo)通以改善歐姆接觸。但大尺寸銀鋁尖刺，以及非尖刺區(qū)域玻璃對(duì)于鈍化層的過(guò)度損傷均造成了金屬?gòu)?fù)合大幅上升。

激光增強(qiáng)燒結(jié)金屬化

外部激光載流子注入，金屬化邁向新時(shí)代

從2016年前后，學(xué)術(shù)界/產(chǎn)業(yè)界逐步開(kāi)始探索外部高強(qiáng)度載流子注入以改善歐姆接觸的新思路，包括了電載流子注入與激光載流子注入（LECO等）。從行業(yè)實(shí)踐角度，激光載流子注入可以宏觀統(tǒng)稱為激光增強(qiáng)燒結(jié)工藝。該類技術(shù)可以進(jìn)一步解構(gòu)為三大效應(yīng)：

電化學(xué)效應(yīng)：激光載流子（電子）注入補(bǔ)償表面電子缺失，促進(jìn)Ag+還原為銀微晶。- 熱效應(yīng)：在偏壓引導(dǎo)下光生載流子形成局部高密度電流，生熱促進(jìn)局部Ag-Si互擴(kuò)散，形成極低電阻的AgSix合金化接觸。

- 尺寸效應(yīng)：AgSix接觸位點(diǎn)的尺寸調(diào)控。

帝科DKEM?認(rèn)為，對(duì)于激光增強(qiáng)燒結(jié)（激光載流子注入）技術(shù)三類效應(yīng)不同層級(jí)的激活和使用，將在n+/p+表面金屬化中發(fā)揮不同層級(jí)的作用，包括基于“TOPCon = Tunnel Oxide Passivated Contacts”鈍化接觸結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)TOPCon電池、雙面Poly TOPCon電池與TBC電池等。

激光增強(qiáng)燒結(jié)賦能“TOPCon”基高效電池金屬化

p+發(fā)射極金屬化：利用激光增強(qiáng)燒結(jié)原理，解耦鈍化損傷與歐姆接觸

基于對(duì)激光載流子注入技術(shù)原理的深入理解，帝科DKEM?創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了DK72E系列TOPCon電池p+發(fā)射極激光增強(qiáng)燒結(jié)專用導(dǎo)電漿料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鈍化打開(kāi)與歐姆接觸的解耦，大幅提升了TOPCon電池的轉(zhuǎn)換效率：

- 創(chuàng)新玻璃化學(xué)極大程度地減少鈍化損傷，實(shí)現(xiàn)5-10mV的Uoc提升。- 利用激光增強(qiáng)燒結(jié)的“電化學(xué)效應(yīng)”和“熱效應(yīng)”，促進(jìn)Ag+還原形成銀微晶/顆粒，并形成高質(zhì)量AgSix接觸位點(diǎn)，恢復(fù)/改善歐姆接觸- 寬的低溫?zé)Y(jié)工藝窗口

- 第一階段綜合提效0.3-0.5%，助力TOPCon電池邁進(jìn)Uoc＞735mV新時(shí)代

（左）DK72E極低的鈍化層損傷效果，（右）DK72E優(yōu)異的歐姆接觸增強(qiáng)效果

基于DK72E激光增強(qiáng)燒結(jié)專用導(dǎo)電漿料的衍生提效降本思路包括：利用其極低的線電阻進(jìn)一步促進(jìn)細(xì)線密柵工藝發(fā)展；加速p+發(fā)射極重構(gòu)，通過(guò)超高方阻工藝開(kāi)發(fā)進(jìn)一步改善電池整體復(fù)合與光學(xué)水平，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率的進(jìn)一步提升。更進(jìn)一步地，DK72E專用導(dǎo)電漿料協(xié)同激光增強(qiáng)燒結(jié)工藝大幅改善了TOPCon電池單玻/雙玻組件可靠性，具有比傳統(tǒng)銀鋁漿常規(guī)燒結(jié)工藝更優(yōu)的組件DH性能，有望為TOPCon單玻組件大規(guī)模應(yīng)用鋪平道路。

同時(shí)，帝科DKEM?專門開(kāi)發(fā)的DK82E主柵漿料，以卓越的低溫?zé)Y(jié)可焊性、初始/老化拉力，為激光增強(qiáng)燒結(jié)工藝大規(guī)模應(yīng)用保駕護(hù)航。

n/p-Poly金屬化：有的放矢，精準(zhǔn)調(diào)控激光增強(qiáng)燒結(jié)工藝的三類效應(yīng)

以鈍化接觸為基礎(chǔ)，n/p-Poly分別在100-120nm和200-300nm厚度實(shí)現(xiàn)了低的金屬?gòu)?fù)合，n-Poly上亦實(shí)現(xiàn)了低的接觸電阻，但p-Poly的接觸電阻則明顯較高。隨著產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)，大規(guī)模實(shí)現(xiàn)<100nm n-Poly和＜150nm p-Poly量產(chǎn)將對(duì)于金屬?gòu)?fù)合和歐姆接觸形成進(jìn)一步挑戰(zhàn)。

以行業(yè)經(jīng)典的帝科DKEM? DK93T TOPCon背面n-Poly銀漿體系為基礎(chǔ)，已經(jīng)先后催生了多種新技術(shù)與新工藝的量產(chǎn)應(yīng)用，包括LP雙插、雙面氧化鋁、超薄n-Poly、雙隧穿n-Poly等。其中針對(duì)性定制款DK93T已經(jīng)協(xié)助行業(yè)多家客戶成功實(shí)現(xiàn)≤80nm超薄n-Poly工藝的長(zhǎng)期穩(wěn)定量產(chǎn)，針對(duì)性改良升級(jí)款DK95B已經(jīng)協(xié)助領(lǐng)先客戶突破了雙面Poly TOPCon電池正面絨面薄層n-Poly的金屬?gòu)?fù)合與歐姆接觸難題、DK95H已經(jīng)面向多家TBC客戶實(shí)現(xiàn)批量出貨。

基于上述長(zhǎng)期技術(shù)積累和對(duì)電池工藝的深刻理解，帝科DKEM?針對(duì)激光增強(qiáng)燒結(jié)工藝推出的DK95E TOPCon背面n-Poly銀漿，進(jìn)一步降低對(duì)于鈍化層與n-Poly層的損傷，同時(shí)結(jié)合客戶端n-Poly/燒結(jié)/激光等工藝的差異化在不同層級(jí)調(diào)用激光增強(qiáng)燒結(jié)的“電化學(xué)效應(yīng)”、“熱效應(yīng)”和“尺寸效應(yīng)”，特別是精準(zhǔn)調(diào)控接觸位點(diǎn)的“尺寸效應(yīng)”，實(shí)現(xiàn)電池轉(zhuǎn)換效率的進(jìn)一步增強(qiáng)和超薄n-Poly工藝的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，已經(jīng)取得了良好的應(yīng)用效果。

針對(duì)p-Poly金屬化，傳統(tǒng)銀鋁漿設(shè)計(jì)面臨巨大的金屬?gòu)?fù)合問(wèn)題，帝科DKEM? DK73K純銀漿設(shè)計(jì)已經(jīng)取得了和銀鋁漿/p+發(fā)射極相當(dāng)水平的接觸電阻，并顯著降低了金屬?gòu)?fù)合。隨著激光增強(qiáng)燒結(jié)工藝的應(yīng)用與實(shí)踐，帝科DKEM?針對(duì)性開(kāi)發(fā)的DK73E p-Poly激光增強(qiáng)燒結(jié)專用導(dǎo)電漿料正重點(diǎn)關(guān)注其中“電化學(xué)效應(yīng)”和“熱效應(yīng)”對(duì)于歐姆接觸的改善，并通過(guò)調(diào)控“尺寸效應(yīng)”促進(jìn)未來(lái)薄p-Poly產(chǎn)業(yè)化。

帝科DKEM?致力于通過(guò)金屬化漿料創(chuàng)新，協(xié)同新型激光增強(qiáng)燒結(jié)工藝，引領(lǐng)"TOPCon"基高效電池邁向金屬化新時(shí)代。