1.HJT 電池技術(shù):
1990 年,日本三洋公司首次開(kāi)發(fā)出異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池,當(dāng)時(shí) HJT 電池轉(zhuǎn)換效率為 14.5%,經(jīng)過(guò)三十年的發(fā)展,目前 HJT 量產(chǎn)效率已經(jīng)超過(guò) 24%。常規(guī)的太陽(yáng)電池的 p-n 結(jié)都是由導(dǎo)電類型相反的同一種材料——晶體硅組成的,屬于同質(zhì)結(jié)電池。
而異質(zhì)結(jié)(heterojunction,HJT)電池由兩種不同的半導(dǎo)體材料晶體硅和非晶硅組成的 p-n結(jié),因此稱為異質(zhì)結(jié)電池。異質(zhì)結(jié)一般以 n 型單晶硅片為襯底,在經(jīng)過(guò)清洗制絨的 N 型單晶硅正面依次沉積厚度為 5-10 nm 的的本征 a-Si:H 薄膜、p 型 a-Si:H 薄膜,在背面依次沉積厚度為 5-10 nm的 i-a-Si:H 薄膜、n 型 a-Si:H 薄膜形成背表面場(chǎng),在摻雜 a-Si:H 薄膜的兩側(cè),再沉積透明導(dǎo)電氧化物薄膜(TCO),最后通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)在兩側(cè)的頂層形成金屬集電極,構(gòu)成具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的 HJT 電池。HJT 技術(shù)通過(guò)在 p-n 結(jié)之間插入本征非晶硅作為緩沖層,對(duì)晶體硅表面起到良好的鈍化作用,很好地解決了常規(guī)電池?fù)诫s層和襯底接觸區(qū)域的高度
載流子復(fù)合損失問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)較高的少子壽命和開(kāi)路電壓。HJT 獨(dú)特結(jié)構(gòu)使其具備工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝溫度低、效率高、無(wú)電致誘導(dǎo)衰減等優(yōu)點(diǎn),電池理論效率可達(dá)到 27.5%,是 N 型電池的代表性技術(shù)之一。
2.TOPCon 電池技術(shù):
2013 年,德國(guó) Fraunhofer 研究所首次提出了 TOPCon 的電池結(jié)構(gòu),TOPCon 是隧穿氧化層鈍化接觸(Tunnel Oxide Passivated Contact)的簡(jiǎn)稱,其電池結(jié)構(gòu)為 N 型硅襯底電池,在 PERC (PERT)電池制備工藝的基礎(chǔ)上,在電池背面制備一層超薄二氧化硅,然后再沉積一層摻雜硅薄層,二者共同形成了鈍化接觸結(jié)構(gòu),有效降低表面復(fù)合和金屬接觸復(fù)合,在鈍化界面的同時(shí)起到吸收載流子的作用,可以極大地提升太陽(yáng)能電池的效率,量產(chǎn)效率較 PERC 高 1%左右,最高理論效率為 28.7%,為電池轉(zhuǎn)換效率進(jìn)一步提升提供了更大的空間。
TOPCon 技術(shù)與 HJT 技術(shù)相比的最大優(yōu)勢(shì)在于其與 PERC 電池產(chǎn)線的良好兼容性,HJT 電池由于其特殊的電池結(jié)構(gòu),產(chǎn)線需要使用全新的設(shè)備。而 TOPCon 與 PERC 相比主要變動(dòng)及新增三個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)備:硼擴(kuò)散,隧穿氧化和非晶硅(LPCVD 或 PECVD),去繞鍍清洗。其中隧穿氧化和非晶硅鍍膜為 TOPCon 工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié),LPCVD 為關(guān)鍵設(shè)備,2018 年以前 TOPcon 設(shè)備以德國(guó)的 Tempress 和韓國(guó) PV-tech 設(shè)備為主,隨著國(guó)產(chǎn)化設(shè)備的逐漸成熟,目前國(guó)內(nèi)企業(yè)拉普拉斯(連城參股公司)、北方華創(chuàng)、捷佳創(chuàng)等均能夠提供相應(yīng)生產(chǎn)設(shè)備,極大降低了 TOPCon 電池的成本。目前行業(yè)內(nèi) PERC 電池產(chǎn)能在 250GW以上,部分較新的產(chǎn)線都預(yù)留有 TOPCon 電池的升級(jí)空間,預(yù)計(jì)未來(lái) 2-3 年,將出現(xiàn)TOPCon 與 HJT 兩種技術(shù)路線共同發(fā)展的局面。
原標(biāo)題:Topcon VS HJT | 工藝步驟、優(yōu)缺點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、未來(lái)發(fā)展大比拼