介紹晶硅太陽能電池光伏組件制造過程

一、N型電池

雖然N型電池技術難度較大，但N型電池的光電轉(zhuǎn)換效率較高。N型電池包括：TOPcon電池、HJT電池、IBC電池、HBC電池。其中，TOPcon電池和HJT電池是主要技術路線，已開始擴產(chǎn)；IBC電池、HBC電池處于實驗和驗證階段，被稱為“未來技術”。

（1）TOPcon電池

TOPCon電池的中文名稱是隧穿氧化層鈍化接觸電池，該電池是在N型硅片背面沉積一層極薄的氧化硅層（個人理解：超薄隧道層）和一層重摻雜的多晶硅薄膜，可提高電池的光電轉(zhuǎn)化效率。

TOPCon電池的理論光電轉(zhuǎn)化效率最大值是26.6%。目前，量產(chǎn)TOPCon電池效率超過24%。與主流的PERC電池生產(chǎn)工序相比，TOPCon電池增加硼擴散和接觸鈍化層沉積兩個環(huán)節(jié)，因此，TOPCon電池生產(chǎn)線可由PERC電池生產(chǎn)線升級建造。TOPCon電池的雙面率略低于PERC電池的雙面率（個人理解：TOPCon電池也可雙面發(fā)電）。

圖片來源：中國慕課大學《光伏發(fā)電工程技術》

TOPCon電池的優(yōu)點包括：

1）效率高。目前量產(chǎn)TOPCon電池光電轉(zhuǎn)化效率可超過24%，比主流的PERC電池光電轉(zhuǎn)化效率高1個百分點以上。

2）無衰減。TOPCon電池沒有掉檔（光電轉(zhuǎn)化效率隨使用時間增加而下降）和衰減（電池功率隨使用時間增加而下降）的情況，PERC電池存在掉檔和衰減的情況。

3）長波響應好。PERC電池只是對短波響應好，TOPCon電池對長波和短波響應均優(yōu)（個人理解：TOPCon電池可吸收更長范圍的電磁波，可以吸收更多的能量）。TOPCon電池不受天氣影響，發(fā)電量持續(xù)保障，PERC電池發(fā)電量受天氣影響較大。

圖片來源：網(wǎng)絡資料

（2）HJT電池

HJT電池的中文名稱是異質(zhì)結(jié)電池。該電池在N型硅片基底上采用非晶硅沉積的方式形成異質(zhì)結(jié)（根據(jù)百度百科理解：異質(zhì)結(jié)是通過將不同材料的半導體薄膜，依次沉積于同一基底上的結(jié)構(gòu)?？蓪愘|(zhì)結(jié)視為特殊的PN結(jié)），該異質(zhì)結(jié)作為鈍化層。HJT電池的開路電壓較高，光電轉(zhuǎn)化效率較高。

HJT電池采用的工藝是低溫工藝（工藝溫度為200℃），低溫工藝可采用更薄的N型硅片，可使硅片成本具有較大的下降空間，目前，量產(chǎn)HJT電池光電轉(zhuǎn)換效率約24%，雙面率超過90%。HJT電池的主要問題包括：設備與材料的成本較高，工藝控制難度較大。

HJT電池的優(yōu)勢是工序較少，主流的PERC電池需8~10道工序，HJT電池需4道工序。因此，制造HJT電池可簡化工序，有利于光伏電池的產(chǎn)業(yè)化和流程化。

圖片來源：網(wǎng)絡資料

（3）IBC電池

IBC電池的中文名稱是叉指背接觸電池。該電池在N型硅片的基礎上，前后表面均覆蓋一層熱氧化膜，以降低表面復合；并利用光刻技術，在電池背面分別進行磷、硼局部擴散，可消除高聚光條件下的電壓飽和效應。

因為PN結(jié)均在背面叉指狀接觸，所以正面沒有柵線遮擋（個人理解：因為PN結(jié)均在背面，所以正面不需要電極，即正面無需柵線狀電極），正面受光面積增加，提升光電轉(zhuǎn)換效率。

IBC電池的主要問題是工藝較復雜，成本也較高。



圖片來源：網(wǎng)絡資料

（4）HBC電池

HBC電池可被譯為異質(zhì)結(jié)背接觸電池。HBC電池是HJT電池與IBC電池的結(jié)合，可能是IBC電池的潛在發(fā)展方向。

二、鈣鈦礦電池

隨著TOPcon電池、HJT電池、IBC電池實際光電轉(zhuǎn)換效率接近其理論光電轉(zhuǎn)換效率最大值，業(yè)界開始尋找新一代光伏電池技術，鈣鈦礦電池是其中的一種。 鈣鈦礦電池（PSCs）以鈣鈦礦型金屬鹵化物半導體作為吸光層材料，具有高效率、低成本、高柔性等優(yōu)勢，可能是未來光伏移動發(fā)電領域的備選材料之一。但目前，大規(guī)模制備鈣鈦礦層技術不成熟，鈣鈦礦材料穩(wěn)定性不足，需進一步研究才可能走向產(chǎn)業(yè)化。

三、總結(jié)

因工藝與主流PERC電池技術一脈相承，TOPcon電池的發(fā)展呈現(xiàn)短期確定性。HJT電池性能具有優(yōu)勢，但產(chǎn)線和工藝與PERC電池技術互不相通，因此，對于主流光伏電池廠商而言，大規(guī)模投入HJT電池暫不經(jīng)濟。HJT電池技術與鈣鈦礦電池技術的融合更優(yōu)。

綜上，TOPcon電池短期優(yōu)勢較大，HJT電池的潛力較大。



圖片來源：中國慕課大學《光伏發(fā)電工程技術》

審核編輯：劉清