随着TOPCon电池效率的持续提升电池分离为半片后新产生的切割边缘会引入严重的载流子复合导致效率损失。这一边缘复合问题在大尺寸、高性能电池上尤为突出成为制约半片电池性能的关键因素。美能光伏即将带来全新的非接触式IV测试解决方案助力电池提效迈上新台阶。本文采用热激光分离TLS从正面切割M10规格的TOPCon母电池并结合钝化边缘技术PET通过高通量等离子体增强原子层沉积在半片边缘制备6 nm的Al₂O₃钝化层并辅以退火激活。实验表明无论采用AgAl浆料无LECO的经典路线还是采用无铝Ag浆配合激光增强接触优化LECO的新路线优化后的TLS切割效率损失仅略高于0.1%而Al₂O₃边缘钝化可恢复约85%的伪填充因子切割损失从而实现近乎无损的半片电池制备。实验方案实验流程示意图实验分为两组均采用工业级n型Cz-Si TOPCon母电池M10伪方形182 mm × 182 mm16主栅。Gr1经典路线正面细栅使用Ag-Al浆料不采用LECO。Gr2新路线正面细栅使用无Al的Ag浆料并经过LECO处理。此外其正面硼发射极也相应优化。首先测试母电池的I-V特性。然后通过正面TLS将母电池切割为半片电池再次测试。接着将半片电池堆叠放入高通量PE-ALD原型设备中在切割边缘沉积6 nm的Al₂O₃层每批次约16,000片工艺时间约1小时。最后在强制对流烘箱中进行不同峰值温度的退火并再次测试I-V特性。所研究的M10规格n型直拉单晶硅TOPCon电池正面和背面的示例照片母电池性能对比Gr1母电池平均效率为24.2%Gr2为24.8%。Gr2因采用Ag浆LECO平均VOC高出14 mV平均pFF高出0.9%绝对值但平均RS也增加了0.17 Ω·cm²。a-d不同状态下的TOPCon电池I-V数据1整片电池2TLS后的半片电池3-6不同峰值温度下Al₂O₃边缘钝化和退火后的半片电池。Gr2在325°C退火温度下的平均串联电阻约为4 Ω·cm²。e不同退火温度下Al₂O₃边缘钝化对切割引起的pFF损失的恢复率TLS切割损失TLS切割后两组电池的VOC损失都很小平均仅-0.4 mV主要损失体现在pFF上Gr1下降0.57%绝对值Gr2下降0.67%绝对值。相应的效率损失分别为0.11%和0.13%绝对值。边缘钝化与退火效果在沉积Al₂O₃并进行不同温度退火后两组电池的pFF均得到显著恢复。Gr1RS对温度不敏感即使退火至325°C也保持稳定。在325°C退火下pFF增益最大几乎完全补偿了切割损失。Gr2当退火温度达到或超过300°C时RS明显上升VOC开始下降。但在250°C和275°C退火下pFF增益同样几乎补偿了切割损失。这说明Gr2的正面接触热稳定性较差因此需要针对其工艺历史优化退火温度。pFF恢复率通过边缘钝化带来的pFF增益/切割造成的pFF损失计算恢复率。Gr1在325°C下达到88%的恢复率Gr2在较低温度下达到83%。甚至出现超过100%的恢复325°C下Gr1这可能源于退火对表面钝化的整体改善。最终两组电池的初始效率损失约0.1%以上均被Al₂O₃边缘钝化几乎完全补偿。将TLS与高通量PE-ALD Al₂O₃边缘钝化相结合可以在TOPCon半片电池上实现近乎无损的切割。无论采用Ag-Al浆料无LECO的经典路线还是采用Ag浆LECO的新路线Al₂O₃边缘钝化均能恢复约85%的pFF切割损失从而将TLS造成的效率损失略高于0.1%几乎完全弥补。这表明该技术路线具备在工业规模上生产高效TOPCon半片电池的潜力。新品即将发布非接触IV测试仪原文参考Low-Loss Singulation of TOPCon Half Solar Cells by TLS and Al2O3 Edge Passivation