上期我们为大家介绍了PN结的基本情况，本期「美能光伏」就为大家来讲解以PN结为核心的HJT太阳能电池。

  结构和制造  

HJT太阳能电池的制作工序为：硅片→清洗→制绒→正面沉积非晶硅薄膜→背面沉积非晶硅薄膜→正反面沉积TCO薄膜→丝网印刷电极一边缘隔离→测试。

  电池优点  

1、结构对称HIT电池是在单晶硅片的两面分别沉积本征层、掺杂层、TCO以及印刷电极。这样一种对称结构方便减少工艺设备和步骤，相比传统晶体硅太阳电池，HIT电池的工艺步骤更少。

2、低温工艺

HIT电池由于采用硅基薄膜形成p-n结，因而最高工艺温度就是非晶硅薄膜的形成温度(~200℃)，从而避免了传统热扩散型晶体硅太阳电池形成p-n结的高温(约900℃)。低温工艺节约能源，而且采用低温工艺可使硅片的热损伤和变形减小，

可以使用薄型硅片做衬底，有利于降低材料成本。三洋(现松下)公司最近获得的高效率HIT电池都是在厚度小于100um的硅片上获得的。

3、高开路电压

HIT电池由于是在晶体硅和掺杂薄膜硅之间插入了本征薄膜i-a-SiH，它能有效地钝化晶体硅表面的缺陷，因而HIT电池的开路电压比常规电池要高许多，从而能够获得高的光电转换效率。目前HIT电池的V达到了750mV。

4、温度特性好

太阳电池的性能数据通常是在25℃的标准条件下测量的，然而光伏组件的实际应用环境是室外，高温下的电池性能尤为重要。由于HIT电池结构中的非晶硅薄膜/晶体硅异质结，其温度特性更为优异，前期报道的HIT电池性能的温度系数为-0.33%/℃经过改进，电池的开路电压得到提升，其温度系数减小至-0.25%/℃，仅为晶体硅电池的温度系数-0.45%/℃的一半左右，使得HIT电池在光照升温情况下比常规电池有好的输出。由于电池结构中的非晶硅薄膜，因此HIT电池具有薄膜电池的优点，弱光性能比常规电池要好。

5、光照稳定性好

HIT电池的光照稳定性好，理论研究表明HIT电池中的非晶硅薄膜没有发现Staebler-Wronski效应，从而不会出现类似非晶硅薄膜电池中转换效率因光照而衰退的现象。同时，由于一般HIT电池使用n型单晶硅为衬底，不存在B-O对导致的光致衰减问题。

6、双面发电

由于HIT电池的对称结构，正反面受光照后都能发电。封装成双面电池组件后，年平均发电量比单面电池组件多出10%以上HIT电池由于采用非晶硅薄膜/晶体硅低温形成异质结，因此结合了晶体硅电池和薄膜电池的优点。

电池缺点  

1、设备投资高。
由于采用了薄膜沉积的技术，需要用到高要求的真空设备。

2、工艺要求严格。

要获得低界面态的非晶硅/晶体硅界面，对工艺环境和操作要求也较高。

3、低温组件封装工艺。

由于HIT电池的低温工艺特性，不能采取传统晶体硅电池的后续高温封装工艺，需要开发适宜的低温封装工艺。这些因素势必会使HIT电池的制造成本上升。

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WCT仪器展示Sinton独特的测量和分析技术，包括半标准准稳态光电导系数（QSSPC)测量方法，该方法由Sinton公司在1994年研发。

载流子合复寿命的最佳经过校准的测量方式，广泛应用于太阳能单晶和多晶硅片。

  改善建议  

1、改善a-SiH/c-Si异质结界面性能以获得高的Voc

从制造工艺上可以在以下方面考虑:①改善清洗制绒环节，在a-Si:H薄膜沉积前获得洁净的 c-Si表面;②沉积高质量、均匀的i-a-Si:H膜层;③在沉积a-SiH膜层、TCO薄膜和印刷导电电极时减少硅片表面的等离子体损伤和热损伤;④优化a-Si:H/c-Si界面的能带弯曲。

2、减少a-SiH和TCO的光吸收损失、减少遮光损失和陷光以提高I

可以从如下方面进行改善:①采用高质量宽带隙材料，如a-SiC:H，取代a-SiH;②寻找高载流子迁移率、高质量的 TCO薄膜;③优化硅片绒面结构，实现良好陷光效果:④优化HIT电池的背场，改善对长波长光子的吸收;⑤优化栅线电极，减少遮光面积。

3、减少电池的串联电阻和漏电流以提高FF

为了获得较高的填充因子，需要从以下几个方面考虑:①开发低电阻、高质量的栅线电极材料，以减少电学损失。②开发具有大的高宽比栅线电极。技术上可以通过减少栅线的展宽，提高栅线的高度来减少光学损失和电阻损失。涉及的关键工艺是:调配银浆的黏度、流变性和改进丝网印刷的工艺参数。③减少TCO薄膜的串联电阻。④开发高导电性的p型窗口层。

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在光伏领域中应用异质结电池技术后，光伏电池片的转换效率从22．3％提升至24％，即同等占地面积的电站，年发电量约增加7．6％，同时异质结技术不仅具备优异的转换效率，而且生产工艺步骤相对简单。「美能光伏」相信HJT太阳能电池的发展一定会越来越好。