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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，HIT太阳能电池的电池效率记录由日本的松下公司(原本是三洋公司，但是三洋公司被松下公司收购)保持，松下公司2013年在面积101.8cm2，98mm厚的N型Cz硅上制成了24.7%的HIT电池[22]。
松下公司的HIT电池结构如图所示，一层本征非晶硅和P型非晶硅淀积在随机制绒的N型Cz硅上，形成一个PN异质结，本征非晶硅和N型非晶硅淀积在另外一面形成一个背表面场结构，接着两面同时镀上非晶硅、透明导电氧化层和电极，就形成了HIT太阳能电池。HIT电池有很多优势：将本征非晶硅层插入P型(或者N型)非晶硅和晶体硅的工艺能够形成优秀的钝化；200℃以下的低温工艺能够最大程度上保证晶体硅质量不衰减；与热扩散电池相比，HIT电池有更好的温度系数和开路电压。 3.4HBC电池
HBC结构由日本的夏普公司提出，是背接触IBC电池与硅基异质结HIT电池的良好结合。由于没有正面栅线遮光，电池有高的短路电流；由于有高质量的氢化非晶硅钝化，电池有高的开路电压。HBC结构结合两种电池的优点，于2014年成功地在N型Cz硅上制作了效率为25.1%的太阳能电池。HBC电池的结构如图5所示。为了获得高的开路电压，需要尽可能的减少异质结面载流子的复合。公司采用了与HIT电池氢化非晶硅类似的方法实现了a-Si:H的结晶控制；为了获得高的短路电流，电极采用了全背面结构的制作。利用HIT电池的优点，所有工艺都在200℃下制作完成，因此HBC电池摒弃了背面扩散掺杂的方式分别采用氢化结晶i/p及i/n非晶硅及光刻腐蚀的技术，完成了局部高掺杂。
夏普公司并不是HBC效率的保持者，目前HBC电池效率最高记录已由日本松下公司改写，他们在143.7cm2的N型Cz硅上，实现了电池效率25.6%，也是目前单结硅基太阳能电池的最新记录。松下HBC电池的结构如图6所示，正面制绒，且有SiN钝化层，背面是非晶硅，下面是叉指状分布的n型非晶硅和p型非晶硅及相应的电极。测试结果发现，相比于HIT电池，HBC电池在量子响应度上有明显的增加，使得电池的短路电流由39.5mA/cm2增长到41.8mA/cm2，有5.8%的提升。但开路电压有1.3%的减少，应是背部结构复杂性增加导致钝化效果降低的原因。
3.5 4种结构电池的比较
PERL电池很早就达到了25%的光电转化效率，但是一直停留在实验室阶段。IBC电池和HIT电池不仅在实验室有高的转化效率，而且应用在了产业线上。HBC电池是刚刚提出的概念，能否应用在产业线上尚属未知。表2比较了4种类型电池的优缺点，并给出了相应的代表研究机构和产业化现状。
4结论与展望
硅基太阳能电池经过60年的研究和发展，提出了非常多的方案，以实现高效率。目前从实验室至产业化规模生产角度看来，通过无遮光的背接触结构提高短路电流，和通过异质结结构提高开路电压，以及这两种方案的结合，都是有望在产业上实现25%效率的可靠路径。这几年国内太阳能电池的规模达到了世界第一的水平，硅太阳能电池的效率也不断提高，各大晶硅光伏公司都在朝转换效率超越20%以上的高效电池方向推进。在国家863计划等课题的资助下，一些公司已经具有了小规模生产20%效率电池的能力。常州天合公司在2014年，已经在2cm×2cm的N型Cz硅上成功研制出效率达24.4%的HBC太阳电池，如图7所示，部分结构看起来与Sunpower的IBC电池结构类似，目前未披露技术细节。
目前，市面上典型结构的太阳能电池主要依赖如电极浆料等材料的改进来实现效率提升，而25%以上高效率的硅电池仅仅依赖材料改进是很难达到的。为此，国内的电池公司可以借鉴这些大公司的思路，进行创新突破，在已有的基础上改进升级。
综上所述，要实现产业化25%效率的硅基电池，至少需要在以下几方面有所改善：1)硅衬底材料的改进，努力提高少子寿命，目前产业化的晶硅材料主要是P型的，P型硅材料中的光生载流子寿命短。目前实现25%的高效硅电池都是N型材料。所以预期随着高效率电池的普及，N型材料有望实现大规模生产应用，由于硅片成本和N型晶硅电池的规模直接相关，这种成本和规模的相互促进会很快使得N型衬底的硅电池得到普及；2)背接触结构的应用，有效减少了电极遮光，提高了电池效率。由于背接触结构的电池涉及到严格的电极隔离工艺，预期选区激光技术有可能得到新的应用，如选区掺杂工艺和选择性刻蚀技术，这些激光技术要求严格控制光致缺陷态，对激光本身和工艺要求都很高，由于激光技术的规模应用也能降低成本，因此未来背接触结构的硅基太阳能电池超短脉冲激光技术可能得到应用。此外，激光制绒[23]、激光打孔[24]、激光刻蚀边结和激光焊接[25]等工艺在太阳能电池上的应用，也预示激光技术在未来的太阳能电池工艺上有较大的应用；3)硅基异质结结构是提升太阳能电池的有效方法，在提高开路电压方法有着重要意义，HIT电池专利已经失效，国内一些厂家的HIT效率也在不断提高。
未来硅基异质结可能还会有新的进展，关键的突破可能来源于薄膜材料——非晶硅材料可以用其他材料代替，但关键是要求成本要低，可能用到更低成本的薄膜工艺如印刷工艺，比如通过硅和钙钛矿薄膜材料研制新型异质结结构，以及相应的HBC新型电池等，创新空间非常大。相信国内主要厂家将很快掌握背接触和异质结的工艺，且随着N型硅材料成本的下降，国内硅基太阳能电池行业也将进入25%的高效率电池时代。
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