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2015年光伏领跑者计划推出，国家通过此项计划引导光伏行业有序升级，行业积极响应并顺势加快高效电池技术从研发走向量产的步伐。经过市场大浪淘沙，光伏行业主要选择的主要高效电池技术有：多晶黑硅电池技术、N型单晶双面电池技术以及P型单晶PERC电池技术。下面就电池工艺、组件功率、光致衰减、隐裂等方面探讨上述几种技术的优劣。
一、PERC单晶电池
1、PERC单晶单面电池
常规单晶电池主要效率区间为19.8-20%，对应的组件功率为280W。为了进一步提升单晶电池效率，在电池背面增加了钝化层。通过背面钝化层的作用，电池的表面复合速率显著降低，电池的效率提升到20.8-21%，对应的组件功率由280W提升到290W。
和常规单晶电池工艺相比，PERC单晶电池主要增加了背面钝化、背面SiNx膜沉积和激光打孔三道工艺。其中激光打孔工艺是利用一定脉冲宽度的激光在去除部分覆盖在电池背面的钝化层和SiNx覆盖层，以使丝网印刷的铝浆可以与电池背面的硅片形成有效接触，从而使光生电流可以通过Al层导出。因Al浆无法穿透SiNx层，其余未被激光去除的钝化层被覆盖在其上方的SiNx覆盖层保护，发挥降低表面复合速率，提升效率的作用。
通常背面的激光开孔面积约占电池片表面积的5-10%，如激光开孔面积过低，则光生电流在传输过程中电阻较大，从而产生较大的热损失，导致电流效率降低。如激光开孔面积过大，则钝化层无法有效发挥降低表面复合速率的作用，导致电池的效率无法有效提升。激光开孔工艺在电池片表面产生了5-10%的损伤。作为整片单一晶体，PERC单晶由于背面的完整晶体结构被破坏，有很大的隐裂或破碎的风险，晶体损伤可能导致硅片沿着此损伤整片碎裂。PERC单晶电池由于正反面金属结构不同所造成的2-5mm的翘曲，翘曲应力和激光损伤的联合作用下，PERC单晶电池的隐裂或破碎的风险将显著提高。
组件应用在光伏电站后，在整个生命周期内，组件都需要持续经受机械载荷或风载荷等考验。为了保证组件在光伏电站使用的可靠性，组件都需通过5400Pa机械载荷测试，行业标准是测试后组件功率的衰减量小于5%，因为激光开孔工艺造成的损伤导致硅片破碎几率增大，因此PERC单晶组件经过机械载荷测试后的衰减普遍大于5%，而常规单多晶组件的机械载荷测试功率衰减量普遍小于3%。可以看出PERC单晶组件的机械载荷衰减率明显高于其他组件产品。对光伏电站来说，在雪载荷和风载荷等的持续用下，PERC单晶组件从激光开孔点开始逐渐出现隐裂和破片，伴随的是组件功率的持续下降。PERC电池的高机械载荷衰减率PERC单晶组件的这一缺陷给光伏电站发电量带来了极大不确定性。为了缓解PERC单晶在机械载荷和隐裂方面的缺陷，行业采取在组件背面添加加固横梁的方式，并进行了采用加厚硅片来缓解隐裂的尝试，但这些方法均提高了组件的单瓦成本，与降低度电成本的大方向背道而驰。
光致衰减方面，多晶黑硅光衰约为1.5%，N型单晶基本没有光衰，而PERC单晶的光衰在2-10%之间，从而导致PERC单晶组件应用在光伏电站后很可能光电转换效率大幅下降，光伏电站发电量和收益率而随之大幅下降。
2、PERC单晶双面电池
PERC单晶单面电池的背面为全Al层，背面入射光线无法穿透该全Al层，因此PERC单晶单面电池只有正面可以吸收入射光进行光电转换。为了使PERC电池均有双面光电转换功能，行业改变了PERC电池的印刷工艺，将背面全Al层印刷工艺修改为背面局部Al层印刷工艺。该工艺是尽量保证背面Al浆印刷在激光开孔点处，以使光生电流仍然可以通过激光开孔点的Al层导出。
PERC单晶双面电池背面由全Al层改为局部Al层，因此背面的入射光可由未被Al层遮挡的区域进入电池，实现双面光电转换功能。由于激光开孔点仍然需要Al浆来疏导光生电流，因此背面的大部分区域任然覆盖了Al浆，因此和电池正面超过20%的光电转换效率相比，PERC单晶双面电池背面可吸收光线的区域有限，背面的光电转换效率预计在10-15%。同时由于背面由全Al层改为局部Al层，电池的正面效率可能会下降0.2-0.5%。
由于PERC单晶双面电池的工艺与PERC单晶单面电池的工艺并无明显区别，因此PERC单晶双面电池任然面临隐裂率高、机械载荷衰减率高、光致衰减率高等问题。对光伏电站来说，使用PERC单晶双面组件仍然有明显的可靠性风险，对保证电站收益率也是巨大的考验。
二、N型单晶双面电池
N型单晶双面电池在近年也逐步释放产能，从相关资料来看，国内若干主要企业均具有一定技术储备。这种电池的特点也是双面皆可吸收入射光线，从而提升电池和组件的发电量。目前有企业宣传该款电池的正面效率大于21%，背面效率大于19%。封装成组件后，正面功率接近300W，背面功率接近270W。结合各种应用场景，组件发电功率较高。和常规电池相比，该款电池主要增加了双面浆料印刷和硼元素掺杂（如旋涂、印刷高温推进和固态源扩散等）等工艺。目前国内主要企业储备的该产品技术基本都没有用到激光等工艺，因此整个电池制作工艺不对硅片造成额外损伤，组件可在各种使用条件下保持稳定性。此外，还具有无光致衰减、弱光响应好等特点。
P型单多晶电池正面印刷Ag栅线，背面整面印刷Al浆，因此电池正面和背面的金属结构和成分不对称，在丝网印刷烧结后电池片会产生2-5mm的翘曲，从而在电池内部产生应力，由于翘曲和应力的作用，P型单多晶电池的破片率明显提升。由此包括电池生产、组件生产和光伏电站组件中的电池破裂率均提升。N型单晶双面电池正背面均印刷Ag栅线且图形相近，因此N型单晶双面电池结构均有对称性，电池在丝网烧结印刷后不产生翘曲。此外，N型单晶双面电池的工艺流程中无激光等损伤，保持完整晶体结构。综合以上因素，N型单晶双面电池破片率更低。
由于N型单晶双面电池正背面均印刷银浆，因此该款银浆的耗量高于P型单多晶电池。在产能方面，N型电池与P型电池的相比还有差距。
三、多晶黑硅电池
多晶硅片中具有若干不同晶向的晶体，因此单晶广泛应用NaOH溶液各向异性制绒工艺并不适用于多晶制绒。目前通行的多晶硅制绒工艺主要是HF/HNO3混合溶液的缺陷腐蚀制绒法，此方法制绒后的硅片反射率约为18%，高于常规单晶制绒后11%的反射率，不利于多晶电池对入射光线的有效吸收。为了进一步降低多晶硅片制绒后的反射率，采用特殊制绒工艺在多晶硅片表面形成纳米结构，增加有效多晶硅片对入射光线的吸收。采用这种制绒工艺生产的多晶电池有更低的反射率，此方法制绒的多晶电池从肉眼来看比普通多晶电池更黑，因此这种工艺被称为黑硅制绒。
多晶黑硅制绒工艺主要有干法制绒和湿法制绒两种。干法黑硅制绒工艺为反应离子刻蚀法（Reactive Ion Etching，RIE），该方法是等离子体在电场作用下加速撞击硅片，在硅片表面形成纳米结构，从而降低多晶硅片的反射率。湿法黑硅制绒工艺为金属催化化学腐蚀法（Metal Catalyzed Chemical Etching，MCCE），该方法是在硅片表面附着金属，利用HF与强氧化剂混合溶液腐蚀硅片表面，附着在硅片表面的金属随着腐蚀过程而向下沉积，从而在硅片表面形成纳米结构，有效降低硅片表面的反射率。无论干法或是湿法黑硅制绒工艺，都可将多晶电池效率提升0.6%以上，采用多晶黑硅电池封装的组件功率也可从265W提升到275W。多晶黑硅电池的整个制作工艺简单，不对硅片造成额外的损伤，使多晶组件可在各种使用条件下保持可靠性，保证了多晶组件在光伏电站整个生命周期发电量的稳定。此外，多晶电池还具有光致衰减低的特点，多晶电池的光致衰减普遍低于1.5%，而PERC单晶电池的光致衰减为2-10%。可以看出，与PERC单晶电池相比，多晶黑硅的光致衰减率具有很好的优势。
在全球的晶体硅光伏产品中，多晶产品仍然占有50%以上的市场需求。多晶产品具有单瓦价格低、工艺成熟、组件可靠性高的特点，有效降低光伏电站风险，为光伏电站收益提供可靠保障。
结语
多晶黑硅电池和N型单晶双面电池在光致衰减率、破片率和机械载荷衰减率等方面均明显好于PERC单晶电池。因此相比于PERC单晶电池，多晶黑硅电池和N型单晶电池将为光伏电站带来更为稳定的发电量，光伏电站业主的投资回报也可以得到更好的保障。光伏电站作为预期运营25年、30年乃至更长时间的投资项目，除了组件初始功率外，还需要关注组件功率在整个电站生命周期的稳定性和衰减率，以保证稳定的投资回报。
黑硅是什么？成分是什么？怎么制的的？主要用途是什么？需要非常详细的回答！谢谢。黑硅就是把硅片弄成黑色，硅片还是原来的硅片，在表面用涂料做一层涂层，大量减少反射，这样硅片看起来就是黑色的了，制法就是刷涂层，让表面有一颗一颗的凸起，涂层的主要成份是二氧化硅
我们看现有的硅电池片，都是蓝色的，然后上面有格栅，这样的硅片已经做了钝化处理，钝化的目的是减少反射和去掉悬空键，但是我们看起来还是蓝色的，亮亮的
所以黑硅比现有的钝化要高明很多 现有的钝化需要严格的温度要求 还要真空
现在国内纳罗可nanocoating涂料在做这样的东西 这个图是网上截下来的 有涂层的地方就比较黑
黑硅石是什么是脉石英、石英岩、石英砂岩的总称。
主要用于冶金工业用的酸性耐火砖。纯硅石可作石英玻璃或提炼单晶硅。化学工业上用于制备硅化合物和硅酸盐，也可作硫酸塔的填充物。建材工业上用于玻璃、陶瓷、硅酸盐水泥等。
制备或来源：有岩浆 热液形成的或沉积形成的。
硅酸钠和二氧化硅是硅石化学加工得到的主要产品。硅酸钠是硅石化学加工产品中用途最广、用量***的产品，除用于制造多种硅化合物外，还大量用作纸板、胶合板、部分金属材料及铸造工业的粘合剂，肥皂、洗涤剂的添加剂,纸张的性能改良剂,在纺织工业中作棉布煮炼和漂白助剂、织物的防火处理剂、染料的显色剂。此外，还用作水泥助凝剂、木材防腐剂及蛋类的保鲜剂等。硅酸钠经改性后还可作为内外墙涂料。硅酸铝可作玻璃、陶瓷的原料，也可作油漆颜料。硅酸锂可作防腐油漆、金属表面保护剂。
主要分布在梁家寨乡，榆林坪乡、上社镇和西潘乡等地。石英砂岩分布在仙人乡庄只一带。无地质勘查资料，根据各矿点矿床出露长度和宽度，估算地质储量约5000万吨。根据各矿点拣块化验分析，含二氧化硅约在96—99％之间。该矿现有开采点十处。年矿石采出量约3万吨。硅石主要用于玻璃，陶瓷、冶炼、硅铁，工业硅、硅砖等。
硅石化学加工
chemical processing of silica
硅石大量用作建筑材料的原料，也是无机盐工业的重要原料。用化学方法可将硅石加工成一系列硅化合物。硅石一般指纯度较高的天然石英砂即二氧化硅，在自然界中分布广，储藏量大，很多国家都有大型优质矿，开采量大。
加工方法 硅石经化学加工，除还原生产单质硅外，首先得到硅化合物的母体产品硅酸钠(俗称水玻璃)，主要有碱法和硫酸钠法两种。
碱法 硅石不溶于水和酸，但易与碱反应生成硅酸钠，所以碱法是硅石化学加工的主要方法。碱法又分为干法（纯碱法）和湿法（烧碱法）。
①干法(纯碱法) 将含二氧化硅99％以上的硅石粉碎到50～80目,与纯碱按一定比例配合,在1100～1350℃的高温下焙烧4～6h，生成熔融态物料，反应式为：
xSiO2＋nNa2CO3─→nNa2O·xSiO2＋nCO2
式中x和n的摩尔比称为硅酸钠的模数，工业用硅酸钠的模数一般为1.0～3.8。选择不同的配料比可得到不同模数的产品。在高温生产中碱易损失，故配碱量往往要稍高于模数要求的理论量。
得到的熔融物料除含硅酸钠外，还含有未反应的硅石等水不溶物，用水溶解分离掉熔融体中不溶物，得到无色透明的粘稠液体即硅酸钠产品。
干法易于制造高模数的硅酸钠产品，生产条件要求不太苛刻，易于工业生产。但能耗大，操作条件差。
②湿法（烧碱法） 将粉碎至120目以上的硅石粉（SiO2)含量高于99％）,与烧碱按一定比例（由产品模数而定）配合，放入带搅拌的加压反应釜中，通蒸汽加热到175℃以上,压力控制在811kPa以上，反应4～6h,冷却后过滤，除去未反应的二氧化硅，即可得到液体硅酸钠产品，反应式为：
xSiO2＋2nNaOH─→nNa2O·xSiO2＋nH2O
湿法能耗低，操作环境较好，但不易得高模数产品。
硫酸钠法 将含二氧化硅达98％的硅石粉碎到80目，与硫酸钠（其配比按产品的模数定）和煤粉按一定比例配合，在反射炉内反应。首先硫酸钠还原成硫化钠，后者与硅石反应得硅酸钠，同时放出二氧化硫。反应式为：
Na2SO4＋4C─→Na2S＋4CO
nNa2S＋xSiO2＋3/2nO2─→nNa2O·xSiO2＋nSO2
在反应中硫酸钠往往还原不完全，在高温下呈熔融态浮于硅酸钠熔体表面，称为硝水，硝水的腐蚀性极强，易腐蚀炉衬，同时遇水易爆炸。并且该反应中产生二氧化硫，污染环境，故工业上很少采用。
黑硅 是什么黑硅是最新研究发现的一种能大幅提高光电转换效率的新型电子材料。
通俗来讲，黑硅就是把硅片弄成黑色，硅片还是原来的硅片，在表面用涂料做一层涂层，可以大量减少反射，这样硅片看起来就是黑色的了。制法就是刷涂层，让表面有一颗一颗的凸起，涂层的主要成份是二氧化硅。我们看现有的硅电池片，都是蓝色的，然后上面有格栅，这样的硅片已经做了钝化处理，钝化的目的是减少反射和去掉悬空键，但是我们看起来还是蓝色的，亮亮的，所以黑硅比现有的钝化要高明很多。 现有的钝化需要严格的温度要求，还要真空。
这种黑硅材料能够捕捉几乎全部日光。它就像一块吸收光的海绵，可见光和红外线都能吸收。这种材料能够提高光的使用效率，产生的电流是传统硅材料的几百倍。此外，黑硅还可以减少光传感器的硅使用量，使产品更加便宜、小巧和轻便。
近来，专业设备公司Natcore Technology将扩散发射器技术“黑硅”（Black Silicon）与Natcore的液相沉积（LPD）技术结合使用，并已被美国能源部所属国家可再生能源实验室（NREL）授予了**专利许可。Natcore的科学家和NREL研究人员称黑硅生产流程可将平均反射率降低到1.5%以下，而现行先进抗反射涂层只能将平均反射率降低到大约6%。该公司的目标是在2012年让该项技术上市。
Natcore公司首席技术官Dennis Flood博士表示：“Natcore有能力通过液相沉积技术实现黑硅电池的钝化，这在过去正是我们所缺少的。这种技术能够推动黑硅发挥它的潜力。在Natcore的钝化技术之前，必须将涂层电池置于1000度的熔炉中才能产生出热氧化层。”
据Natcore介绍，其LPD硅石涂层实现钝化的同时，无需额外的热处理流程，从而降低流程成本，同时提高电池效率。Natcore公司总裁兼首席执行官Chuck Provini就此表示：“我们将NREL的黑硅技术与LPD以及钝化技术相结合，将混合流程进行优化，并将他们融合到AR-Box中，实现具有超低反射率全液相流程，进而提高高性能硅太阳能电池的产量。”
黑硅石用途黑硅石的学术名称为石墨，二氧化硅。是在北海道桧会郡上之国天之川上游出产的一种具有高性能天然能量的矿石。
与不加热到100摄氏度左右就不放射远红外线的煤和陶瓷相比，黑硅石具有加热到40摄氏度前后的常温，远红外线就可放射到98%的特性。远红外线是太阳放射光线的一个组成部分，人类和动植物也有微量放射。
简单地说，例如，肚子痛的时候，把手放在痛处，痛感就会缓和；手工制作的饭团就会觉得分外可口；这都是远红外线的影响。详细地说，黑硅石中的远红外线具有使动植物细胞活性化起作用的“生育光线”在较低的温度下发出较强功力的特别功效。这是需要我们格外关注的优秀的远红外线的放射功能。
吸收远红外线的物质可增强振动能量（使细胞分子摇摆振动的力量）。这被叫做振动激发。振动激发力产生作用，使微小世界中依附存在的分子摇摆震荡，分子团被零散分解。这个振动激发的典型例子是水集团（原子分子稳定结合状态）变小。这也是水分子变细小，形成易吸收状态的原因。
在血液中，振动激发的作用，是将附着有蛋白质，糖，脂肪的血球分离，改善血流能力。细胞经远红外线的振动激发作用而改善其活性化，是身体从内部感受到温暖变化。
如果血液中的血球不附着其他物质呈一个一个的状态，就能促进体内废弃物的排泄。充分调动细胞的活动机能，身体就能保持正常状态，这就能使人类与生俱来的回复力（自我治愈力，自我免疫力）不断提高。
对远红外线我们还有很多不了解的部分，对于振动激发是否对生物具有很大影响的观点，现在还在进行大量的研究。
黑硅是解决现在的高龄化的课题----维护自己的健康，地球变暖，石油资源匮乏的问题的“不需要热源的新型远红外线天然材料”。
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