在多晶硅價格高啟時，所有人都想通過減薄硅片實現大幅降本，但過去10年，硅片厚度並未從200微米減薄多少，現在硅片一般都在180微米左右。相對於10年前125*125的硅片面積來說，現在166*166硅片減薄到180微米已經是很大的成就，而由於硅料價格的暴跌，人們不再過多地把精力放在通過減薄硅片來降本，更多地關注如何實現更高發電效率。
隨著組件成本驟降，大多數潛在的成本節約已經被推向了極端，進一步降低成本變得越來越困難。麻省理工學院和NREL的研究人員仍寄希望於通過削減硅片厚度實現進一步削減成本的途徑，並取得了可喜的進展。
麻省理工學院博士後劉哲和本校及NREL的其他五位教授的聯合研究成果發表在《能源與環境科學》雜誌。
更薄-工藝、性能和良率的挑戰?
十多年以前很多光伏人都探索過更薄的晶硅電池，但最大的困難是：薄硅片太脆，易碎，在製造過程中良率低。根據硅片厚度對短路電流、開路電壓及效率的影響，一些研究成果還認為當多晶硅片厚度小於200um時，多晶硅太陽電池的主要電學參數開始減少。
但麻省理工和NREL的研究人員認為，現在光伏電池的結構已經發生重大改變，PERC、TopCoN、雙面等已成主流，HIT、IBC、疊瓦等結構也已量產，過去的結論現在已經過時，其研究成果表明可以通過使用更好的處理設備，採用更新的電池工藝來應對這些挑戰，實現更薄。
新的方法更為“技術經濟”，不僅是材料成本，還有工藝成本、良率成本。原本160微米厚的硅片可以減薄到100微米，最終可以被薄到40微米或更少，相當於只需要目前工藝四分之一的硅來製造電池和組件。
這不僅可以降低單片電池和單塊組件的成本，更重要的是，它可以使電池、組件的製造能力迅速擴大。隨著光伏平價上網時代的到來，電池、組件新產能很容易複製，但硅料投資環節是緩慢而複雜的。同樣產能的硅料，如果能切得更薄，行業擴張的速度將大大提前。
研究取得的技術成就
資料表明，麻省和NREL研究團隊考察了包括PERC電池在內的四種太陽能電池結構的效率水平，比較了它們在不同厚度水平下的功率輸出。研究小組發現，當使用改進的製造工藝，在厚度低至40微米的情況下，發電性能和功率輸出幾乎沒有下降。
如上圖，在1 ms的體積壽命示例中，先進的HE-Tech，先進的PERC +，PERC和Al-BSF的50μm至160μm厚度的相對效率比分別為101%，98%，97%和97%。
劉哲教授表示，“我們發現在這個區域(效率與厚度的關係圖)效率是平的，所以這是一個你可以節省成本的區域。這歸因於電池結構的改進，是時候重新審視成本效益了。”
考慮硅片厚度路線圖
新的工藝對於降低硅片厚度沒有問題，但改造現有的組件製造工藝以適應更薄的電池可能是一個費時、費錢的過程，而且開發出更薄硅片/電池所需的設備和程序需要時間，整個行業已經習慣了180-200微米的硅片、電池和組件，所有配套的製造工藝、設備、檢測、戶外安裝、配套系統都習慣了180-200微米，對於硅片的減薄，即便硅片本身技術上沒問題，行業仍需要通過量產和應用才能積累更多的經驗。
因此研究團隊建議在現有技術的基礎上“相對簡單地降低到100微米”，並且通過進一步技術改進，包括在微裂紋生長之前更好地檢測微裂紋，積累足夠的經驗，逐步適應薄硅片後再進一步降低厚度。
在研究人員看來，未來硅片的厚度可能會減少到15微米左右。這麼薄的硅片應該不是從硅錠上切割產生的，更有可能是通過新技術直接生長出薄的硅片，效果比切割硅片更好。
這就需要全行業內不同的關鍵參與者齊心協力，制定一套具體的前進步驟和通行標準，就像集成電路行業早期為實現該行業的爆炸式增長所做的那樣。
描繪出一幅硅片減薄技術路線圖，成為行業發展的指導。
減薄，最後的降本可能?
“晶硅電池效率離極限越來越近，只剩下幾個百分點可以提高。因此，如果想得到進一步降本，減少厚度是一條重要的路。
減薄不僅能讓現有的硅料產能生產出成倍的硅片，還能減少光伏最大的耗能環節–每瓦硅片的耗能，讓光伏產業鏈更節能。
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