HIT电池技术.pdf

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1、HIT电池技术PV/NCU内容提要PV/NCU¾HIT电池简介¾HIT原理¾HIT制备方法HIT电池简介PV/NCU©HIT电池结构Heterojunctionwithintrinsicthinlayer¾HIT电池是日本Sanyo公司发明的异质结电池的一种，其特点是再发射极和背面高浓度掺杂层与基片之间添加了一层本征非晶硅层。¾现在人们有些习惯于用HIT表示异质结电池。HIT电池简介PV/NCU©HIT电池发展历史¾1968年，第一个a-Si/c-Si异质结器件。¾1974年，第一个氢化非晶硅器件。（a-Si:H，H钝化，减少缺陷）¾1983年，第一个太阳能电池。¾2010年，转换

2、效率达到23%。（Sanyo）HIT电池简介PV/NCU©HIT优点¾低温制备：成本优势¾发射极很薄：低吸收¾宽带隙发射极：低吸收，高Voc¾高Voc：高转换效率¾低温度系数（转换效率对温度不敏感）：在温度高地区使用¾高耐辐射性能：可应用在宇宙空间中HIT电池原理PV/NCU©异质结电池能带结构示意图开路电压大的原因：¾除了掺杂浓度差形成的内建电池外¾材料的禁带宽度的差别也会进一步增加电池的内建电势HIT电池原理PV/NCU©HIT电池中本征非晶硅层的作用（W.R.Faharner,2009)¾钝化硅片表面，减少D，增加电池的少子寿命it¾体硅电池中，硅片在未钝化前，表面复合速率一

3、般大于1*105cm/s，¾氮化硅钝化后可降到1*103cm/s以下，效果很好时可降到102cm/s以下。¾此处钝化，降到了cm/s10以下HIT电池原理PV/NCU©HIT电池中TCO层的作用¾形成良好的欧姆接触，过渡金属－硅¾减少载流子平行硅片表面流动时的复合损耗，增加载流子的收集效率¾起到钝化表面的效果¾高透光HIT电池制备方法PV/NCU©硅片清洗及制绒－与体硅电池相同¾不同制绒效果HIT电池制备方法PV/NCU©本征层及掺杂层的制备¾PECVD¾HECVDHIT电池制备方法PV/NCU©本征层及掺杂层的制备¾PECVD等离子辅助化学气相沉积¾HWCVD热丝化学气相沉积HI

4、T电池制备方法PV/NCU©本征层及掺杂层的制备¾PECVDHIT电池制备方法PV/NCU©本征层及掺杂层的制备¾HWCVDHIT电池制备方法PV/NCU©本征层及掺杂层的制备PECVDHWCVD生长速率慢快生长面积大小生长均匀性好较差薄膜质量较好更好工艺稳定性好较差工艺成熟度成熟发展阶段HIT电池制备方法PV/NCU©TCO层的制备¾溅射法：磁控溅射、离子束溅射等¾蒸发法：热蒸发、离子束蒸发等V溅射法的工艺稳定性更好，制备薄膜的质量也较好。HIT电池简介PV/NCU©HIT电池的最高效率统计（W.R.Faharner,2009)HITSolarCellTechnologyseve

5、nstar三洋HIT电池的发展至2008年世界HIT电池的研究现状三洋双面HIT电池结构图晶硅/非晶硅异质结结构增加开路电压，提高转换效率HIT电池工艺制程2.正面用PECVD制3.背面用PECVD制备1.硅片清洗制绒备本征非晶硅薄膜本征非晶硅薄膜和N和P型非晶硅薄膜型非晶硅薄膜4.在两面用溅射法5.丝网印刷制备电沉积透明导电氧化极物薄膜三洋HIT电池为双面电池R&RHJT工艺给出的为单面电池，没有突破双面电池的技术HIT电池的优点1.HIT电池具有较高的开路电压VOC，三洋规模化生产效率可超过20%。2.良好的温度特性。室外使用温度经常会达到70-80度，在同样的高温下，H

6、IT电池比晶硅太阳电池性能衰减更少。3.HIT电池工艺均在200度以下，对于衬底硅材料的要求较低。热能投入少，同时对环境洁净程度要求较低。4.全部在线式设备，易于实现自动化效率可以做到19%，与17%的常规电池效率相比，相当于节省9%的成本温度特性0.3%/Kvs.0.43%/K，增加4%的能量输出，节省4%的成本。R&RHJT电池的优点工艺对比常规工艺R&R工艺清洗制绒清洗制绒扩散正面PECVD周边刻蚀背面PECVDPECVD正面PVD丝网印刷背面PVD丝网印刷周边刻蚀三洋产能增长缓慢近年三洋的电池产能排名不断降低，到2009年已经跌出前十。相似的垄断技术企业FirstSo

7、lar和SunPower一直保持强劲的增长。HIT技术难点1.非晶硅太阳电池的研究，现在主要着重于改善非晶硅膜本身性质，以减少缺陷密度。严格控制a-Si/c-Si界面质量，不断降低缺陷态密度。2.优化光陷，降低反射率。3.提高透明导电膜的电导率，透射率。4.降低金属栅线的接触电阻。PECVD技术难点一等离子体的不稳定性。等离子体的稳定性是一个复杂的问题。等离子体本身是由电子、离子等带电电荷组成的准中性气体,因此,它的状态容易受到外界条件的影响而发生变化。衬底表面的带