為什麼HIT轉換效率高?拆解HIT電池製造

為什麼HIT轉換效率高？拆解HIT電池製造

北極星光伏會展網 來源:新能源沙龍 中信建投 2020-06-17 10:29:11

北極星太陽能光伏網訊:為什麼HJT轉化效率高？

異質結電池結構中，P型非晶矽薄膜擁有更寬的禁帶寬度，導致了更高的開路電壓。

VOC與內建電場的電勢差VD正相關。內建電場越強，光生載流子能更有效地分離，載流子複合越小。VD是VOC的上限，VD越高，VOC才有高的可能性。由於內建電場的存在，電子在空間電荷區有附加的電勢能，使能帶在空間電荷區發生彎曲，能帶總的彎曲量就是真空電子能級的彎曲量。同時，當兩塊半導體材料緊密接觸時，電子將從費米能級高的材料流向費米能級低的材料，直到兩半導體的費米能級相等為止。因而：

（VD為內建電場電勢差，EF為費米能級，q為電子電荷）

對於P型或N型同質結電池（圖a），

對於P型異質結電池（圖c），

對於N型異質結電池（圖b），

（VD為內建電場電勢差，EF為費米能級，Eg為禁帶寬度，δV為費米能級與價帶頂的能量差，δC為費米能級與導帶底的能量差，ΔEC為導帶帶階，ΔEV為價帶帶階，q為電子電荷）

內建電場強度取決于禁帶寬度，相比之下激活能項大小約0.1 eV，基本可以忽略。晶矽晶矽同質結電池中，P型和N型單晶矽的禁帶寬度為1.12 eV，此為其內建電場強度上限。P型異質結電池中的N型非晶矽、N型異質結電池中的P型非晶矽的禁帶寬度均為1.7-1.9 eV。P型異質結電池價帶帶階0.45 eV，因而其內建電場強度上限約為1.35 eV；N型異質結電池導帶帶階0.15 eV，因而其內建電場強度上限約為1.65 eV。由此可見N型異質結電池的內建電場強度上限遠高於P型異質結電池和晶矽同質結電池，即有VD：N型異質結電池＞P型異質結

電池＞同質結電池。因而N型異質結電池的開路電壓和轉換效率高於P型異質結電池和晶矽同質結電池。

HJT電池如何製造

光伏電池的製備一般可以分為襯底準備、制PN結、鍍膜、印刷電極、燒結等步驟。常規單晶鋁背場電池結構最為簡單，其工藝過程亦最簡單。除HJT電池外，其它技術路線主要是在鋁背場電池的生產工藝中增加或改變相應設備而來。

工藝設備材料拆解——常規單晶鋁背場電池

常規P型單晶鋁背場電池使用P型矽片做襯底，在槽式制絨清洗機中完成清洗制絨，在擴散爐中進行擴散制PN結，使用溼法刻蝕清洗機或等離子體刻蝕機與去PSG清洗機完成刻蝕和去磷矽玻璃，使用PECVD（等離子體增強化學氣相沉積）來沉積正面的氮化矽減反膜，使用絲網印刷機印刷背面鋁膜和正面銀柵線，最後在燒結爐中完成高溫燒結。

在單晶鋁背場電池產線的設備投資中，絲網印刷機、減反膜PECVD和自動化設備佔比較高，分別可達總投資的39%、18%和13%。