1、MWT背接觸電池技術(shù)是什么？

技術(shù)定義：采用鐳射打孔、背面布線的技術(shù)，消除正面電極的主柵線，正面電極細(xì)柵線搜集的電流通過孔洞中的銀漿引到背面，電池的正負(fù)電極點(diǎn)都分布在電池片的背面，有效減少正面柵線的遮光，提高轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)降低銀漿的耗量和金屬電極-發(fā)射極接口的少子復(fù)合損失。如下圖所示：

優(yōu)點(diǎn)：和常規(guī)的H型電池相比，MWT電池在設(shè)計(jì)段給出了很多的靈活性，包括鐳射開孔的布局和數(shù)量、正面柵線和圖形設(shè)計(jì)和背面電極點(diǎn)的分布等等。

最有代表性的兩種基本結(jié)構(gòu)：德國FISE提出的一種較簡單的仿H型布局、荷蘭ECN提出的星形布局，如圖2所示：

圖2（a）所示的布局實(shí)際上和常規(guī)H電池的布局看起來很相近，正面電極看起來仍然有三根較細(xì)的主柵線（寬度只有常規(guī)電池主柵線的10%），實(shí)際上每三根細(xì)柵線都連接到所謂主柵線的中心處，通過中心處的孔洞銀漿和背面的主柵線連接，實(shí)際上也就是把正面的主柵線移到了背面。

這種設(shè)計(jì)看起來較為簡單，正面細(xì)柵線圖形基本沿用了常規(guī)H型電池的圖案，但為了減少細(xì)的主柵線的電阻損耗，每根主柵線上都需要10~20個(gè)孔洞，總的鐳射打孔數(shù)量在30~60個(gè)，過多的孔洞數(shù)量會(huì)增加打孔的時(shí)間，同時(shí)可能會(huì)對(duì)硅片產(chǎn)生損傷。

圖2（b）是荷蘭ECN提出的新型布局，每片硅片采用4×4共16個(gè)單元的重復(fù)單元對(duì)稱布局，每個(gè)重復(fù)單元的細(xì)柵線都匯聚到單元中心的孔洞，進(jìn)一步連接到背面的銀電極點(diǎn)，這種布局美觀大方，只需要16個(gè)分布均勻的孔洞，在產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)被Solland、阿特斯和天威新能源等幾家企業(yè)所采用。

在MWT電池制造方面，目前也有不同的方法和步驟，但一般都會(huì)增加鐳射打孔和孔洞保護(hù)等步驟，低功率、短波長的雷射器打孔的品質(zhì)最好，熱損傷也很小，但速度慢、成本高，并不適合規(guī)?；纳a(chǎn)；高功率，長波長的雷射器打孔速度最快，但熱損傷大，容易產(chǎn)生隱裂。如何選擇最佳的雷射器的功率、波長和脈寬等參數(shù)是做好MWT電池的第一步。

除了鐳射打孔這個(gè)額外的步驟，實(shí)際上MWT電池和常規(guī)電池的工藝流程較為接近，當(dāng)然在細(xì)節(jié)方面還是有所差異，圖3是德國ISE研究所提出的一個(gè)p型硅MWT電池基本工藝流程。

圖3所示的MWT電池工藝流程，和常規(guī)電池相比，在清洗制絨前增加了一道鐳射打孔工藝，此外還采用了雙面擴(kuò)散和鐳射劃線隔離的方式，這種工藝曾經(jīng)在常規(guī)電池里面使用，但后來逐漸被單面擴(kuò)散和濕法刻蝕技術(shù)所取代了。當(dāng)然MWT電池也同樣可以采用改進(jìn)后的工藝技術(shù)，需要注意的是孔洞里面發(fā)射極的保護(hù)，避免可能的漏電效應(yīng)，影響其可靠性。此外，因?yàn)镸WT電池的正負(fù)電極都位于電池片的背表面，電性能的測(cè)試夾具需要特制。經(jīng)過工藝優(yōu)化后的MWT電池效率較常規(guī)電池高0.3%~0.5%，目前阿特斯、天威新能源、晶澳和南京日托等公司都宣稱實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。

2、MWT背接觸組件技術(shù)是什么？

相比較MWT電池制備技術(shù)，MWT電池產(chǎn)品封裝成組件的技術(shù)更為關(guān)鍵。常規(guī)的H型電池只需要用涂錫銅帶（焊帶）和電池片主柵線焊接來串聯(lián)相鄰電池片，而MWT電池的正、負(fù)電極點(diǎn)都在背面，且不在一條直線上，無法用一根焊帶直線互聯(lián)，一個(gè)比較簡單的方法是在相鄰電池片之間增加一根匯流條，如圖4（a）所示：

但這種方法在生產(chǎn)上也較為麻煩。日本的夏普公司發(fā)明了圖4（b）這樣的焊帶直接互聯(lián)方式，關(guān)鍵點(diǎn)是電池片電極采用特殊的非對(duì)稱布局，在串聯(lián)成組件時(shí)，相鄰的電池片沿中心旋轉(zhuǎn)180度后剛好可以實(shí)現(xiàn)正負(fù)極的直線互聯(lián)。

從實(shí)際生產(chǎn)的角度，用傳統(tǒng)的焊帶焊接互聯(lián)MWT電池并不十分合適，主要原因是MWT電池正負(fù)電極都在背面，單面焊接冷卻后產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致電池片彎曲弓片，容易破碎，而常規(guī)電池雙面對(duì)稱焊接造成的應(yīng)力可以彼此抵消。此外連通負(fù)極的焊帶還要考慮和電池片背鋁的絕緣隔離問題。

針對(duì)這個(gè)問題，ECN等研究機(jī)構(gòu)提出一種全新的MWT電池互聯(lián)封裝方式：基于導(dǎo)電背板的MWT電池封裝技術(shù)，如圖5所示。

和焊帶焊接完全不一樣的是，該互聯(lián)封裝方式是基于全新的金屬箔電路設(shè)計(jì)，每片電池片通過柔性的導(dǎo)電膠和金屬箔電路互聯(lián)從而自動(dòng)形成完整的回路。這樣工藝步驟非常簡化：準(zhǔn)備好導(dǎo)電背板-印刷或者點(diǎn)膠-EVA打孔鋪設(shè)-MWT電池片上料-上層EVA鋪設(shè)-玻璃鋪設(shè)-翻轉(zhuǎn)層壓-打膠裝框、裝接線盒。

優(yōu)點(diǎn)：和常規(guī)組件相比，省去了復(fù)雜的高溫焊接過程，更容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和更高產(chǎn)能，降低電池片的破碎率，甚至可以封裝超?。ㄗ畋?0um）的電池片，這對(duì)以后電池片成本的降低起到巨大的推動(dòng)作用。

從電性能來說，因?yàn)閷?dǎo)電背板整塊組件的背面，金屬箔截面積遠(yuǎn)大于細(xì)長形的焊帶，串聯(lián)電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于焊帶連接，進(jìn)一步結(jié)合導(dǎo)電背板上的金屬箔圖形設(shè)計(jì)，使得工作電流均勻分布，只需要幾十微米的銅膜或者鋁膜即可實(shí)現(xiàn)極低的電池片互聯(lián)功率損失，組件功率封裝損失較常規(guī)焊帶技術(shù)降低了2%~4%。

此外，在組件戶外工作時(shí)，這層金屬膜同時(shí)可起到增強(qiáng)散熱的作用，實(shí)際工作溫度較常規(guī)產(chǎn)品低3~5攝氏度，額外可多發(fā)2%的電量。這種新型的封裝技術(shù)已經(jīng)逐步成熟，關(guān)鍵設(shè)備和關(guān)鍵材料也開始市場(chǎng)化。目前荷蘭ECN和南京日托都宣稱可向其他企業(yè)提供全套工藝技術(shù)轉(zhuǎn)讓和相關(guān)專利授權(quán)，南京日托同時(shí)可供應(yīng)低成本鋁基導(dǎo)電背板這種關(guān)鍵材料。

3、 MWT背接觸技術(shù)的最新進(jìn)展

多晶MWT電池平均效率達(dá)到18.2%~18.5%，單晶MWT電池平均效率也在20%左右，且MWT技術(shù)還幾乎可以融合目前可能的其他產(chǎn)業(yè)化新技術(shù)，包括PERC、N型和黑硅技術(shù)等，疊加起來的效果甚至要好于單個(gè)技術(shù)增益的相加。

目前，很多國際國內(nèi)太陽能廠商都對(duì)MWT背接觸技術(shù)給與了重點(diǎn)關(guān)注和濃厚興趣，阿特斯、天威新能源和英利等大型太陽能企業(yè)都先后和荷蘭ECN合作，其中阿特斯和天威新能源已經(jīng)宣布實(shí)現(xiàn)了一定規(guī)模的量產(chǎn)，英利也在展會(huì)上展示了其N型高效MWT電池組件的樣品。

原文作者：路忠林，李質(zhì)磊，盛雯婷，張鳳鳴（本文有刪減）