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正在業(yè)內(nèi)還是討論HJT還是TOPCon，誰(shuí)將成為下一代主流技術(shù)之時(shí)，有人已經(jīng)把目光放在IBC甚至HBC上了。數(shù)據(jù)顯示，在IBC方面，SunPower量產(chǎn)效率達(dá)25%，LG量產(chǎn)效率達(dá)24.5%。而，HBC電池在2017年已經(jīng)得到26.6%的世界記錄效率。

為了進(jìn)一步提高單晶硅太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)化效率，利用IBC電池高短路電流與HJT電池高開(kāi)路電壓的優(yōu)勢(shì)，可結(jié)合成交叉指式背接觸異質(zhì)結(jié)(HBC)太陽(yáng)電池。專家認(rèn)為，IBC+HJT是未來(lái)電池效率提升的方向。

與IBC結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池相比，HBC太陽(yáng)電池采用a-Si∶H作為雙面鈍化層，具有優(yōu)異的鈍化效果，能夠取得更高的開(kāi)路電壓。在生長(zhǎng)PN結(jié)的工藝中，他們采用區(qū)域型掩膜摻雜，降低了載流子的復(fù)合損失。與SHJ結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)電池相比，其前表面無(wú)電極遮擋，而且采用SiN減反層取代TCO，減少光學(xué)損失的優(yōu)勢(shì)更加顯著(在短波長(zhǎng)范圍內(nèi))，結(jié)合前表面兩點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，HBC電池能夠取得更高的短路電流。

對(duì)于晶體硅太陽(yáng)電池，Jsc的理論極限是43mA/cm2。HBC電池結(jié)構(gòu)如圖所示，與傳統(tǒng)IBC電池不同的是，背面的emitter和BSF區(qū)域?yàn)閜+非晶硅和n+非晶硅層，在異質(zhì)結(jié)接觸區(qū)域插入一層本征非晶硅鈍化層。

2017年，日本Kaneka公司研發(fā)的電池先后取得了26.3%、26.63%的轉(zhuǎn)化效率，其Voc可以達(dá)到0.740V，Jsc達(dá)到42.5 mA/cm2，F(xiàn)F達(dá)84.6%。該公司的HBC電池前表面無(wú)金屬電極，背部P、N層呈現(xiàn)有序規(guī)則的交錯(cuò)排列，大大降低了串聯(lián)電阻Rs，且與P、N層接觸相間的金屬電極能夠形成很好的歐姆接觸，增大了短路電流。另外，優(yōu)異的本征鈍化層能夠獲取高的開(kāi)路電壓。這兩大優(yōu)勢(shì)也決定了日本Kaneka公司能夠相繼取得世界晶硅電池的最高效率。
今年初，有消息稱，普樂(lè)新能源“2GW超高效N型光伏電池項(xiàng)目”簽約儀式在徐州高新區(qū)管委會(huì)舉辦。據(jù)悉，總投資額為20億元的2GW超高效N型光伏電池項(xiàng)目致力于N型HBC高效太陽(yáng)能電池的研發(fā)和生產(chǎn)，是未來(lái)單位發(fā)電效率最高的晶硅太陽(yáng)能電池。

1.IBC電池。IBC電池最顯著的特點(diǎn)是PN結(jié)和金屬接觸都處于太陽(yáng)電池的背部，前表面徹底避免了金屬柵線電極的遮擋，結(jié)合前表面的金字塔絨面結(jié)構(gòu)和減反層組成的陷光結(jié)構(gòu)，能夠最大限度地利用入射光，減少光學(xué)損失，具有更高的短路電流。同時(shí)，背部采用優(yōu)化的金屬柵線電極，降低了串聯(lián)電阻。通常前表面采用SiNx/SiOx雙層薄膜，不僅具有減反效果，而且對(duì)絨面硅表面有很好的鈍化效果。目前IBC電池是商品化晶體硅電池中工藝最復(fù)雜、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度最大的電池。美國(guó)SunPower公司已經(jīng)研發(fā)了三代IBC太陽(yáng)電池。其中，2014年在N型CZ硅片上制備的第三代IBC太陽(yáng)電池的最高效率達(dá)到25.2%。

2.HJT電池。異質(zhì)結(jié)有利于太陽(yáng)電池獲得更高的開(kāi)路電壓，從而獲得較高的電池效率。由于異質(zhì)結(jié)中兩種半導(dǎo)體材料的禁帶寬度、導(dǎo)電類型、介電常數(shù)、折射率和吸收系數(shù)等不同，比同質(zhì)結(jié)的應(yīng)用更加廣泛。從20世紀(jì)80年代起，日本Sanyo公司及隨后的Panasonic公司在單晶硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池(HIT，也稱SHJ)領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先地位，經(jīng)過(guò)對(duì)本征a-Si∶H鈍化層、背部場(chǎng)結(jié)構(gòu)、高導(dǎo)電與高透過(guò)ITO、陷光結(jié)構(gòu)、金屬化柵線和硅片厚度等關(guān)鍵技術(shù)的不斷優(yōu)化與調(diào)整，2013年將面積為101．8cm2的SHJ太陽(yáng)電池效率提高到24．7%，開(kāi)路電壓(Voc)達(dá)到750mV，遠(yuǎn)高于同質(zhì)結(jié)電池的開(kāi)路電壓。2019年，漢能成都研發(fā)中心再次刷新高效硅薄膜異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的世界紀(jì)錄，其制備的冠軍電池片，全面積（M2，244.45 c㎡）光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到25.11%。相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)德國(guó)哈梅林太陽(yáng)能研究所（ISFH）認(rèn)證，各項(xiàng)參數(shù)如下圖所示。


近年來(lái)我國(guó)在HJT電池產(chǎn)業(yè)化方面已取得一定的發(fā)展。

IBC+HJT。具有優(yōu)異的光利用率的IBC結(jié)構(gòu)仍然是目前高效晶硅太陽(yáng)電池研發(fā)的必要條件，這歸功于其前表面無(wú)金屬電極所帶來(lái)的高短路電流的優(yōu)勢(shì)。優(yōu)異的選擇性全鈍化接觸技術(shù)是提升開(kāi)路電壓與填充因子的關(guān)鍵因素。應(yīng)充分地發(fā)揮這兩大技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，才能夠?qū)崿F(xiàn)更高的電池轉(zhuǎn)化效率，并為實(shí)現(xiàn)低成本、高效率晶硅太陽(yáng)電池的商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化建立一定的基礎(chǔ)。

原標(biāo)題：HBC才是太陽(yáng)電池終極之戰(zhàn)？