光伏行业报告：HIT电池片技术正突破（31页）

行业报告下载 2020年01月06日 07:02 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。