最新最快太阳能光伏资讯
太阳能光伏网

工艺步骤、优缺点、结构、未来发展大比拼

TOPCon(左) VS HJT(右)

1.HJT电池技术:

1990年,日本三洋公司首次开发出异质结太阳能电池,当时HJT电池转换效率为14.5%,经过三十年的发展,目前HJT量产效率已经超过24%。常规的太阳电池的p-n结都是由导电类型相反的同一种材料——晶体硅组成的,属于同质结电池。

而异质结(heterojunction,HJT)电池由两种不同的半导体材料晶体硅和非晶硅组成的p-n结,因此称为异质结电池。异质结一般以n型单晶硅片为衬底,在经过清洗制绒的N型单晶硅正面依次沉积厚度为5-10 nm的的本征a-Si:H薄膜、p型a-Si:H薄膜,在背面依次沉积厚度为5-10 nm的i-a-Si:H薄膜、n型a-Si:H薄膜形成背表面场,在掺杂a-Si:H薄膜的两侧,再沉积透明导电氧化物薄膜(TCO),最后通过丝网印刷技术在两侧的顶层形成金属集电极,构成具有对称结构的HJT电池。HJT技术通过在p-n结之间插入本征非晶硅作为缓冲层,对晶体硅表面起到良好的钝化作用,很好地解决了常规电池掺杂层和衬底接触区域的高度

载流子复合损失问题,实现较高的少子寿命和开路电压。HJT独特结构使其具备工艺结构简单、工艺温度低、效率高、无电致诱导衰减等优点,电池理论效率可达到27.5%,是N型电池的代表性技术之一。

2.TOPCon电池技术:

2013年,德国Fraunhofer研究所首次提出了TOPCon的电池结构,TOPCon是隧穿氧化层钝化接触(Tunnel Oxide Passivated Contact)的简称,其电池结构为N型硅衬底电池,在PERC (PERT)电池制备工艺的基础上,在电池背面制备一层超薄二氧化硅,然后再沉积一层掺杂硅薄层,二者共同形成了钝化接触结构,有效降低表面复合和金属接触复合,在钝化界面的同时起到吸收载流子的作用,可以极大地提升太阳能电池的效率,量产效率较PERC高1%左右,最高理论效率为28.7%,为电池转换效率进一步提升提供了更大的空间。

TOPCon技术与HJT技术相比的最大优势在于其与PERC电池产线的良好兼容性,HJT电池由于其特殊的电池结构,产线需要使用全新的设备。而TOPCon与PERC相比主要变动及新增三个环节设备:硼扩散,隧穿氧化和非晶硅(LPCVD或PECVD),去绕镀清洗。其中隧穿氧化和非晶硅镀膜为TOPCon工艺的关键环节,LPCVD为关键设备,2018年以前TOPcon设备以德国的Tempress和韩国PV-tech设备为主,随着国产化设备的逐渐成熟,目前国内企业拉普拉斯(连城参股公司)、北方华创、捷佳创等均能够提供相应生产设备,极大降低了TOPCon电池的成本。目前行业内PERC电池产能在250GW以上,部分较新的产线都预留有TOPCon电池的升级空间,预计未来2-3年,将出现TOPCon与HJT两种技术路线共同发展的局面。

(各类电池工艺步骤)

来自:首创证券

最新相关