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光伏行业报告:HIT电池片技术正突破(31页)

行业报告下载 2020-01-06 77 管理员

异质结电池一般是以 N 型硅片为衬底,在正面依次本征富氢非晶硅薄膜和 N 型非晶硅 薄膜,然后在背面依次沉积本征非晶硅薄膜和 P 型非晶硅薄膜。在非晶硅薄膜两侧再沉 积 80-100nm 的透明导电氧化物薄膜 TCO,最后通过丝网印刷在两侧制备金属电极, 再烧结退火,这样就制成了异质结电池。 传统异质结电池以 P 层为入光面,近年来业内普遍改为 N 型作入光面,在电池结构上 形成 TCO-N-i-N-i-P-TCO 对称结构。异质结电池能否以 P 型硅片作衬底?理论上可以,但实际生产中普遍使用 N 型硅片: P 型硅片少子寿命低,输出性能弱于 N 型。 P 型硅片能带匹配度不如 N 型。 N 型硅片更容易钝化,钝化以提高开路电压是 HIT 电池的精髓。 根据隆基官网的 N 型和 P 型产品说明书,P 型硅片少子寿命大于 50 微秒,而 N 型硅片 少子寿命大于 1000 微秒,相差 20 倍。 在 P 型半导体中,空穴是主要载流子,简称多子,电子是少数载流子,简称少子。在 N 型半导体中,电子是主要载流子,简称多子,空穴是少数载流子,简称少子。硅片中 Cu、Au 以及硼氧对等杂质对电子的俘获能力远远大于对空穴的俘获能力。N 型硅片中, 少子是空穴,更难被俘获,因此少子寿命更高。

清洗制绒:清洗制绒是电池制造的第一步,N 型电池使用碱制绒,实现 3 个目的: 清除表面油污和金属杂质、去除机械损伤层、制成金字塔绒面,减少阳光反射。和 PERC 相比,HIT 需要制作大绒面,以获得更好的钝化效果。制备非晶硅薄膜:硅片在 PECVD 设备中制做钝化膜和 PN 结。HIT 的高效率根源 于本征非晶硅薄膜优良的钝化效果。晶硅表面存在大量的悬挂键,光照激发的少数 载流子到达表面后容易被悬挂键俘获而复合,降低电池效率。通过在硅片两侧沉积 富氢的本征非晶硅薄膜,可以将悬挂键氢化,有效降低界面态缺陷,显著提高少子 寿命,增加开路电压,进而提高电池效率。 每一层膜的厚度只有4-10nm,但每1-2nm实现的功能不一样,制备工艺也不一样, 因此本征和掺杂非晶硅薄膜需要在多个腔体中完成,PECVD 中要导入多腔室沉积 系统。

沉积金属氧化物导电层:硅片沉积完非晶硅薄膜之后就进入 PVD 或 RPD 设备, 沉积透明金属氧化物导电膜 TCO。TCO 纵向收集载流子并向电极传输。非晶硅层 晶体呈长程无序结构,电子与空穴迁移率较低,横向导电性较差,不利于光生载流 子的收集,因此需要在正面掺杂层上方沉积一层 75-80nm 厚的 TCO,用于纵向收 集载流子并向电极传输。TCO 可以减少阳光反射。 TCO 膜在可见光范围内(波长 380-760nm)具有 80%以上的穿透率,且电阻很低, 其成分主要为 In、Sb、Zn、Sn、Cd 及其氧化物的复合体。目前应用最广泛的是 ITO、SCOT、IWO、AZO。 TCO 制备存在 PVD 和 RPD 两种路线,目前业内企业出于成本考虑大多选择 PVD 路线。

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标签: 新能源|电力|电池|储能

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