HIT太阳能电池

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1、实用文案高效HIT太阳能电池的发展现状2013-5-2713:17

2、发布者:沈秋晨

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5、原作者:乔秀梅，贾锐等

6、来自:Solarzoom摘要:　　摘要：带有本征薄层的异质结（HeterojunctionwithIntrinsicThinfilm（HIT））太阳能电池起源于Hamakawa等设计的a-Si/c-Si堆叠太阳能电池，与单晶、非晶硅太阳能电池相比，其具有低温工艺，高的稳定性等优点，...　　摘要：带有本征薄层的异质结（HeterojunctionwithIntrinsicThinfilm（HIT））太阳能电

7、池起源于Hamakawa等设计的a-Si/c-Si堆叠太阳能电池，与单晶、非晶硅太阳能电池相比，其具有低温工艺，高的稳定性等优点，具有广阔的发展前景。　　本文介绍了HIT太阳能电池的基本结构和能带并对其特点进行了深入的分析，根据相关文献从清洗，透明导电氧化层（TCO）的制备，非晶硅层的制备，背表面场的制备等方面深入分析了HIT太阳能电池的技术发展状况，并以三洋公司为引线，简单介绍了HIT太阳能电池的产业发展现状。　　关键词：HIT；太阳能电池；结构；特点；技术发展；产业发展　　1HIT太阳能电池的结构及其特点　　1.1HIT太阳能电池的结

8、构　　1.1.1基本结构文案大全实用文案　　HIT电池的本质是异质结太阳能电池，A.I.Gubanov于1951年就已经提出了异质结的概念，并且进行了理论分析，但是由于当时制备异质结的工艺技术十分复杂和困难，所以异质结的样品迟迟没有制备成功。1960年Anderson成功的制备出高质量的异质结样品，还提出了十分详细的理论模型和能带结构图。带本征薄层异质结（HIT）太阳能电池是由MakotoTanaka和MikioTaguchi等人于1992年在三洋公司第一次制备成功。图1为常见的双面异质结电池的结构示意图，其特征是三明治结构，中间为衬底p

9、(n)型晶体Si，光照侧是n(p)-i型a-Si膜，背面侧是i-p+(n+)型a-Si膜，在两侧的顶层溅射TCO膜，电极丝印在TCO膜上，构成具有对称型结构的HIT太阳电池。本征a-Si:H起到钝化晶体硅表面的缺陷的作用。最常见的是p型硅基异质结太阳能电池，其广泛应用于光伏产业，因为p型硅片是常见的光伏材料且以p型单晶硅为衬底的电池接触电阻较低，但是由于硼和间隙氧的存在，使得以p型单晶硅为衬底的太阳电池有较严重的光照衰减问题。且由于c-Si(p)/a-Si(i/p)界面氢化非晶硅价带带阶（0.45ev）要比导带带阶大（0.15ev），n型

10、硅基比p型硅基更适合双面异质结太阳能电池。图2是异质结的能带图。对n型Si衬底HIT电池，前表面处较大的价带带阶形成少子空穴势阱，因势阱中空穴势垒较高，热发射概率小，从而有效地阻止了光生空穴的传输。在背面处，薄本征a-Si:H层以及n型a-Si:H层与n型c-Si形成有效的背表面场（BSF），其价带处较大的带阶及较厚的本征层形成了空穴反射镜，而导带处较小的带阶差对电子的传输不构成阻碍。即a-Si:H(i/n)提供了完美的多子输运的背接触及少子反射的反射镜。对p型衬底HIT电池，前表面处导带带阶小，电子受到较小的阻碍，比在n型衬底结构中更容

11、易被收集，所以内建电压比n型衬底的低很多。在背面处，导带带阶小，形成的反射镜作用弱得多。另外，价带处大的带阶，在很大程度上阻碍了多子的收集。可见，理论上从带阶的比较中可以看出n型衬底比p型衬底更适合双面异质结太阳能电池。同时，n型衬底电池克服了p型Si衬底上电池的光致衰退现象，而且n型Si材料中高效复合中心的密度远低于p型材料。尽管如此，目前许多研究者还着重研究p型硅衬底异质结太阳能电池，因为p型硅衬底的少子是电子，而在p型材料中电子具有更高的体扩散长度。美国的NREL长期致力于p型硅基异质结太阳能电池的研究，且中国科学院的研究组通过AF

12、ORS-HET模拟得到TCO的功函数是影响p型硅基双面异质结太阳能电池的关键因素。文案大全实用文案　　1.1.2衍生结构　　HIT太阳能电池结构简单，不需要通过复杂的工艺就可以获得高效率，通常一种工艺可实现多个功能，在a-Si/c-Si之间插入i-a-Si形成pn结的同时低温钝化硅表面，很大程度上减少了c-Si的表面复合。在电池背面用HIT结构钝化表面的同时可以形成背表面场，使得HIT电池有着对称结构，在一定程度上减少了电池的热应力和机械应力，允许薄硅片的使用，同时电池的背面可以利用地面的反射光产生电能。为了避免一般HIT电池的前TCO和

13、a-Si:H发射层对光的吸收，一些科研人员于2007年提出IBC-SJ电池，这种电池的发射极和背接触以异质结的形式放在电池背面（图3），其效率到目前还很低（T.Desrues等人获得15.7%