内容发布更新时间 : 2025/7/12 22:44:05星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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，