HIT太阳能电池
光伏hit电池
有关光伏“HIT电池”的介绍
有关光伏“HIT电池”的介绍如下：
HIT电池，全称为晶体硅异质结太阳电池，也被称为HJT、HDT或SHJ电池。
这种电池技术是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜，它综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势，是高转换效率硅基太阳能电池的重要发展方向之一。
HIT电池的结构特点是以N型单晶硅片为衬底，正反面分别覆盖本征非晶硅薄膜、掺杂非晶硅薄膜和金属氧化物导电层TCO。
这种结构使得HIT电池具有高效率、低光衰、温度系数低、双面发电以及弱光响应高等多项优势。
因此，HIT电池具备更高的发电能力和更低的度电成本，这符合光伏行业追求高效率和低成本的目标。
此外，HIT电池还兼具了结构简单、工艺温度低、钝化效果好、开路电压高、温度特性好以及双面发电等特点。
这些优势使得HIT电池逐渐成为电池行业从业者公认的未来电池技术终极解决方案，并被视为光伏电池产业的下一个风口。
虽然HIT电池具有许多优势，但其产业化进程仍面临一些挑战。
然而，随着技术的不断进步和成本的降低，HIT电池有望在光伏市场中占据更大的份额。
HIT电池结构解析
HIT电池结构解析HIT电池，即Heterojunction with Intrinsic Thin layer电池，是一种高效的太阳能电池，由日本三井化学公司于1990年代初发明。
它采用了不同的材料层次来实现高效转化太阳能的能力，其结构非常复杂。
下面，我将对HIT电池的结构进行详细解析。
HIT电池的核心是一个PN结构，由硅负极和硅负极之间的PN结构构成。
这一结构是通过在硅基片上沉积N型硅层、非晶硅层和P型硅层来实现的。
在这个结构中，N型硅层作为电子传导层，而P型硅层起到孔传导的作用。
非晶硅层主要用于光吸收。
在HIT电池中，PN结构通过添加一层透明导电氧化物（TCO）层来增强电流的收集能力。
这一层位于P型硅的顶部，并通过氧化锌（ZnO）或二氧化锡（SnO2）等材料来实现。
TCO层的主要功能是提供一个低电阻的通道，将电子从P型硅层导出。
除了PN结构和TCO层外，HIT电池还包括一层透明氧化锌（AZO）反射层。
AZO层位于N型硅层的顶部，其主要功能是提高太阳光的反射率，使其更好地穿过HIT电池。
这样可以增加光的吸收效果，并提高太阳能转化的效率。
此外，HIT电池的背面还有一层背电极。
背电极通常由导电金属（如铝或银）构成，其作用是接收从P型硅层传导过来的电子，并将其导出。
背电极还通过整流作用，使电子在P型硅层和背电极之间自由传输，并在外部电路中产生可用的电能。
在HIT电池的整体结构上，还包括玻璃基板和背电极贴纸。
玻璃基板具有良好的透明性，可使阳光穿过并到达PN结构。
背电极贴纸则用于固定背电极，防止其产生不必要的移动。
总体而言，HIT电池采用了复杂而多样的结构，以确保太阳能的高效转换。
通过合理布置PN结构，TCO层，AZO层，背电极等组件，HIT电池实现了高效收集太阳能的能力。
这种结构的设计不仅减小了能量损失，还提高了太阳能的利用率。
因此，HIT电池在可再生能源领域具有广阔的应用前景。
HIT电池(报告)
其它相关。
5
工艺
电池片结构及工艺
Ag line ITO
p-layer i-layer
n-型晶硅衬底
i-layer n-layer
ITO Dense Ag line
HIT 电池片结构示意图
HIT 电池片主要工艺流程
电池结构
相关工艺
单晶硅衬底
制绒、清洗
本征层非晶硅
PECVD
掺杂层非晶硅
PECVD
工艺：采用 wet chemistry 方法，利 用碱制绒；
主要监测：刻蚀量、反射率、金字 塔尺寸（SEM）。
制绒主要工艺流程
No.
步骤
目的
1 Pretreatment 去除表面脏污
2
SDR (saw damage
remove)
3
Texturing
去除损伤层 制备金字塔
4
SC2
去除表面残余碱
• HIT 制绒工艺是在单晶硅制绒工艺基础上改进而来； • 由于 HIT 的特殊性，其对 wafer 电阻率、制绒刻蚀量、添加剂、
Panasonic Corporation today announced it has achieved a record conversion efficiency of 24.7% [*As evaluated by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology] at the research level, using its HIT® solar cell at 98 μm thickness. The rate is the world’s highest [*as of February 12, 2013 (Panasonic survey)] for any crystalline silicon-based solar cell of practical size (100 cm²and above).
HIT电池知识大全
HIT电池知识大全HIT效率提升潜力高+降本空间大，是未来最有前景的太阳能电池技术。
1HIT（异质结电池）：PERC之后最有前景的太阳能电池技术当前晶体硅太阳能电池技术基本上是以表面的钝化为主线发展的。
相对于传统晶硅技术，由于非晶硅薄膜的引入，硅异质结太阳电池的晶硅衬底前后表面实现了良好的钝化，因而其表面钝化更趋完善。
且非晶硅薄膜隔绝了金属电极与硅材料的直接接触，其载流子复合损失进一步降低，可以提升转换效率。
HIT技术较为先进，将成为高效光伏电池技术的领跑者，带领光伏电池在效率提升的路上更进一步。
图1：HIT太阳能电池基本结构图2：HIT太阳能电池产品特性图3：HIT太阳能电池生产流程1.1. HIT历史：效率提升显著，未来前景可期HIT电池最早由日本的三洋公司研发，1991年三洋首次在硅异质结结构的太阳能电池中应用本征非晶硅薄膜，降低了界面缺陷态密度，使载流子复合降低，实现了异质结界面钝化作用，得到本征薄膜异质结电池，其转换效率高达18.1%。
此后HIT电池的转换效率不断提高，在2003年，三洋通过优化异质结、减少光学损失、增大有效电池面积等方法，使得HIT太阳能电池的实验室效率达到了21.3%。
2013年，松下（已收购三洋）研制了厚度仅有98μm的HIT电池，效率达24.7%。
2014年，松下采用IBC技术，将HIT电池的转换效率提升到25.6%。
2016年，日本Kaneka公司将IBC-HIT 太阳电池的效率提升到26.63%。
量产效率方面，根据钧石能源的CTO，2019年钧石能源的HIT产线平均效率23%，在建的新产线效率将超过25%。
图4：HIT电池发展历程（截止到2009年）图5：HIT电池发展历程（2009年到2018年）2015年后，松下对于HIT电池的专利已经过期，技术壁垒消除，是我国大力发展并推广HIT技术的良好时机。
但HIT电池的技术门槛高，且长期掌握在以松下和Kaneka为代表的日本企业手中，我国关于HIT技术的研究明显落后与日本。
HIT电池工艺技术
1HIT电池概述HIT太阳能电池是采用HIT结构的硅太阳能电池，所谓HIT(Heterojunction with intrinsic Thinlayer)结构就是在P型氢化非晶硅和n型氢化非晶硅与n型硅衬底之间增加一层非掺杂(本征)氢化非晶硅薄膜，采取该工艺措施后，改变了PN结的性能。
因而使转换效率达到20.7%，开路电压达到719 mV，并且全部工艺可以在200℃以下实现。
HIT太阳能电池按单位面积计算的发电量保持着世界领先水准。
HIT具有制备工艺温度低、转换效率高、高温特性好等特点，是一种低价高效电池。
HIT的转化效率越高，意味着它更加具有可与传统的硅晶太阳能电池相匹敌的优2HIT电池的优点低温制备：成本优势发射极很薄：低吸收宽带隙发射极：低吸收，高Voc高Voc：高转换效率低温度系数（转换效率对温度不敏感）：在温度高地区使用高耐辐射性能：可应用在宇宙空间中3HIT电池的工艺流程1.硅片清洗制绒2.正面用PECVD制备本征非晶硅薄膜和P型非晶硅薄膜3.背面用PECVD制备本征非晶硅薄膜和N 型非晶硅薄膜4.在两面用溅射法沉积透明导电氧化物薄膜5.丝网印刷制备电极4HIT电池面临的挑战1 非晶硅太阳电池的研究，现在主要着重于改善非晶硅膜本身性质，以减少缺陷密度。
严格控制a-Si/cSi界面质量，不断降低缺陷态密度。
2 优化光陷，降低反射率。
3 提高透明导电膜的电导率，透射率。
4 降低金属栅线的接触电阻。
HIT电池技术调研HIT电池简介HIT是Heterojunction with Intrinsic Thin-layer的缩写,意为本征薄膜异质结. HIT太阳能电池是以光照射侧的p/i型a-Si膜（膜厚5～10nm）和背面侧的i/n型a-Si膜（膜厚5～10nm）夹住单结晶Si片的来构成的.电池基板以硅基板为主；在硅基板上沉积高能隙(Energy band gap)的硅奈米薄膜，表层再沉积透明导电膜，背表面有着背表面电场。
hit电池简介演示
hit电池，全称为本多-伊藤电池， 是一种晶体硅太阳能电池，结合 了晶体硅和薄膜硅技术，具有较 高的光电转换效率和可靠性。
hit电池工作原理
总结词
hit电池利用晶体硅的吸光性，将光能转换为电能。
详细描述
hit电池由非晶硅层和晶体硅层组成，当太阳光照射在非晶硅层上时，光能被吸 收并转换为电能。同时，非晶硅层还能抑制光生载流子的复合，提高电池的开 路电压和短路电流。
04
hit电池的市场前景
hit电池的市场前景
• Hit电池是一种高效、环保的储能解决方案，具有高能量密 度、长寿命和低成本等优点。它采用先进的电极材料和电解 液配方，能够在较小的体积和重量下实现更高的能量存储和 释放。Hit电池在电动汽车、智能电网、可再生能源等领域 具有广泛的应用前景。
05
hitБайду номын сангаас池的未来技术发展
hit电池的未来技术发展
• Hit电池是一种高效、环保的太阳能电池，其全称为异质结 太阳能电池。它利用两种不同的半导体材料形成异质结，通 过光生电场实现光电转换。Hit电池具有高转换效率、长寿 命和低成本等优点，是当前太阳能电池领域的研究热点之一 。
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hit电池的特点和优势
总结词
hit电池具有高效率、长寿命、环保等优点。
详细描述
hit电池的效率较高，可达到20%以上，远高于传统晶体硅太阳能电池。此外， hit电池的寿命长达25年，可靠性高，维护成本低。最重要的是，hit电池生产过 程中使用的材料较少，对环境影响较小，是一种环保的能源技术。
02
hit电池的制造工艺
hit电池的制造工艺
• hit电池是一种高效、环保的储能电池，具有高能量密度、长寿 命、快速充电等优点。它采用先进的制造工艺和技术，确保电 池的安全性和可靠性。
hit太阳能电池工艺流程
hit太阳能电池工艺流程
单晶硅太阳能电池HIT工艺流程
单晶硅异质结（HIT）太阳能电池是一种高效太阳能电池，其结构独特，结合了晶体硅和薄膜技术。
以下为HIT工艺流程的详细说明：
1. 硅片制备
HIT电池使用单晶硅片作为衬底。
这些硅片经过切割、抛光、清洗等步骤制成。
2. 背面钝化
硅片背面施加一层钝化层，以减少载流子的复合。
钝化层通常由氮化硅或氧化硅薄膜组成。
3. 前表面纹理处理
硅片前表面进行纹理处理，以增加表面积并增强光吸收。
这可
以通过化学蚀刻或激光烧蚀等方法实现。
4. 薄膜沉积
在前表面纹理上沉积一层非晶硅薄膜。
该薄膜通常通过等离子
体增强化学气相沉积（PECVD）工艺制备。
5. 透明导电氧化物（TCO）层沉积
在非晶硅薄膜上沉积一层TCO层，作为电极。
TCO材料通常为
氧化铟锡（ITO）或氧化锌（ZnO）。
6. 背接触制备
在硅片背面沉积一层金属电极，通常为铝或银。
该电极与TCO
层形成欧姆接触。
7. 激光开槽
使用激光在非晶硅薄膜中切割出狭窄的开槽，以分离电池单元。
8. 丝网印刷
在开槽区域上丝网印刷金属浆料，形成电池单元的正面电极。
9. 退火
电池组件经过退火处理，以活化异质结并提高电池性能。
10. 封装
电池封装在EVA薄膜和玻璃基板之间，以保护电池免受环境因素的影响。
HIT工艺的优点
HIT工艺具有以下优点：
高转换效率（超过25%）
低温度系数
弱光性能优异
可与单晶硅片和多晶硅片兼容。
hit太阳能电池工艺流程
hit太阳能电池工艺流程HIT 太阳能电池工艺异质结（HIT）太阳能电池是一种高效、低成本的太阳能技术。
其工艺流程复杂且涉及多个步骤，包括：晶圆制备：获取高纯度的单晶硅晶体，通过切片工艺将其切割成方形晶圆。
表面纹理：使用化学刻蚀或等离子体刻蚀在晶圆表面创建微观纹理，增加光吸收效率。
沉积透明导电氧化物（TCO）：在晶圆正面沉积一层薄的 TCO 层，如氟化锡氧化物（FTO），作为太阳能电池的透明电极。
沉积非晶硅（a-Si）：在 TCO 层上沉积薄的 a-Si 层，作为集电极和发射极材料。
沉积透明导电氧化物（TCO）：在 a-Si 层上沉积另一层 TCO，作为背面电极。
形成 p-n 异质结：通过在晶圆正面和背面接触薄层电极，在 a-Si 和晶硅之间形成 p-n 异质结。
扩散：通过热扩散或离子注入工艺，在异质结周围形成扩散区域，提高载流子的收集效率。
钝化：使用薄膜或化学处理技术钝化晶圆表面，减少表面复合并提高电池效率。
金属化：通过丝网印刷或蒸发技术在 TCO 电极上沉积金属触点，作为电流输出端。
封装：将电池封装在一层保护性玻璃和塑料中，防止环境因素影响。
测试和分选：对电池进行电气测试，分选出满足质量标准的电池。
特点和优点：高转换效率（超过 25%）低生产成本良好的温度稳定性弱光条件下的高性能低反射率适用于双面电池设计应用：HIT 太阳能电池广泛应用于各种光伏系统中，包括：住宅和商业屋顶系统地面发电厂消费电子产品（如太阳能充电器）。
(整理)高效HIT异质结太阳能电池相关资料介绍
Solar&SmartEnergy总裁charlesHanasaki说："品牌的改变是松下集团扩大其太阳能业务的全球战略的一部分，相同的生产和销售结构和其高级的HIT太阳能组件都将继续，只不过都是冠上松下的品牌。
此外，松下集团将继续投资太阳能业务，为我们的业务合作伙伴提供更高层次的服务，为客户提供更高质量、更高效率的组件。
"三洋的内置异质结面薄膜(HIT)技术于1997年推出，并迅速成为一个高度知名的品牌，其效率仅次于太阳能技术领军企业SunPower的太阳能电池效率。
高效HIT太阳能光伏电池技术调研时间：2012-04-25 14:27:19 来源：作者：HIT是HeterojunctionwithIntrinsicThin-layer的缩写,意为本征薄膜异（膜厚5～10nm）质结.HIT太阳能电池是以光照射侧的p/i型a-Si膜和背面侧的i/n型a-Si膜（膜厚5～10nm）夹住单结晶Si片的来构成的.图一.HIT太阳能光伏电池结构HIT太阳能光伏电池基板以硅基板为主；在硅基板上沉积高能隙(Energybandgap)的硅奈米薄膜，表层再沉积透明导电膜，背表面有着背表面电场。
通过优化硅的表面织构，可以降低透明导电氧化层（TCO）和a-Si层的光学吸收损耗。
HIT太阳能光伏电池抑制了p 型、i型a-Si的光吸收率，而增强n型c-Si的光吸收率。
HIT太阳能光伏电池在技术上的优势由于HIT太阳能电池使用a-Si构成pn结，所以能够在200℃以下的低温完成整个工序。
和原来的热扩散型的结晶太阳电池的形成温度（～900℃）相比较，大幅度地降低了制造工艺的温度。
由于这种对称构造和低温工艺的特征，减少了因热量或者膜形成时产生的Si晶片的变形和热损伤，对实现晶片的轻薄化和高效化来说是有利的，具有业界领先的高转换效率（研究室水平为23％，量产水平为20％），即使在高温下，转换效率也极少降低，利用双面单元来提高发电量。
HIT电池的结构分析
HIT电池的结构分析HIT电池全称为"Heterojunction with Intrinsic Thin layer"，即具有内部薄层异质结构的太阳能电池。
其核心结构由五个主要部分组成：透明导电玻璃基板、p型硅薄膜、i型硅薄膜、n型硅薄膜和反射层。
首先，透明导电玻璃基板位于HIT电池的最底层。
它通常由氧化锡或氧化锌制成，具有高透明度和良好的导电性能。
透明导电玻璃基板的主要功能是作为底部的电子电极，在电池工作时电子可以从该基板上收集和传输。
其次，p型硅薄膜是在透明导电玻璃基板上沉积的。
它具有很高的掺杂浓度，带正电荷。
这一层主要起到两个作用：首先，p型硅薄膜吸收太阳光，并将其能量转化为电子-空穴对。
其次，它形成了p-n异质结，发生电子迁移和扩散的过程。
同时，p型硅薄膜也作为电子传输层，将电子从p-n异质结输送到i型硅薄膜。
接下来，i型硅薄膜位于p型硅薄膜和n型硅薄膜之间。
i型硅薄膜的掺杂浓度较低，不带电荷。
它的主要功能是将电子和空穴从硅基薄膜截止，并有效地将它们输送到p-n异质结。
此外，i型硅薄膜还具有降低光电池效应的作用，减少光生电子和空穴的复合。
然后，n型硅薄膜覆盖在i型硅薄膜顶部。
与p型硅薄膜相反，n型硅薄膜具有高掺杂浓度和负电荷。
n型硅薄膜的主要功能是接收和传输经过i型硅薄膜的电子，将其输送到HIT电池的上部电极。
n型硅薄膜还起到反射光的作用，减少光能的损失。
最后，反射层位于HIT电池的顶部。
它通常由金属（如铝或银）制成，能够反射非常大比例的光线。
这个层次的目的是将未能吸收的太阳能反射回HIT电池内部，以提高能量利用率。
综上所述，HIT电池的核心结构是透明导电玻璃基板、p型、i型和n型硅薄膜以及反射层。
这个结构能够充分利用太阳能，通过p-n异质结的形成和电子迁移传输的过程，将吸收的太阳光转化为电能。
HIT电池具有高效率和长寿命的优点，因此在太阳能领域得到广泛应用。
HIT太阳电池
摘 要HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin Layer)太阳电池具有高效、稳定和低价等优点，它结合了非晶硅薄膜的低温沉积工艺和晶体硅的高迁移率优势，迅速抢占了国际光伏市场。
本文开展了有关HIT太阳电池相关制备工艺的研究，着重研究硅片清洗、本征氢化非晶硅层退火和AZO(ZnO:Al)/Ag/AZO复合透明导电膜这三方面内容。
硅片清洗是太阳电池制备过程中相当重要的环节。
本文研究了不同的清洗工艺对制绒硅片少子寿命的影响。
研究发现：在稀释的氢氟酸溶液清洗之前，采用浓硫酸和双氧水的混合溶液处理硅片可以有效降低硅片表面的微粗糙度，改善硅片表面的质量，并且经本征氢化非晶硅层钝化之后的硅片少子寿命最高，为107.880 μs，少子寿命的稳定性也优于其它化学清洗方法。
实验中还发现，经不同清洗工艺和相同本征氢化非晶硅层钝化处理后的制绒硅片，随着时间的延长，它们的少子寿命都呈现出一定的衰减趋势。
这一现象可能是由本征氢化非晶硅层的缺陷所致，所以，接下来本文运用退火工艺，旨在消除这些缺陷，提高制绒硅片的少子寿命，改善HIT太阳电池的性能。
研究结果表明：硅片的少子寿命随退火时间的延长先增大后趋于稳定，随退火温度的升高呈现先增加后降低的趋势；在退火时间和退火温度分别为60min和180℃条件下得到的硅片少子寿命较高，可达184.631μs；HIT太阳电池的本征氢化非晶硅层经退火处理后，其电性能得到改善，电池的理想转换效率提高了0.79%。
由于非晶硅层的横向导电性能较差，所以作为HIT太阳电池减反层和导电层的透明导电膜对电流的输出起着举足轻重的作用。
本文采用射频磁控溅射技术在普通浮法玻璃上制备Ag膜和AZO/Ag/AZO复合膜。
通过光学和电学性能测试，研究氩气压强和射频功率对Ag膜光电性能的影响，在此基础上对复合膜中AZO层的制备工艺（气压、射频溅射功率、氧流量和ZnO靶材的Al2O3掺杂浓度）进行优化，最后改变Ag层厚度，得出优化的复合膜制备工艺。
HIT电池行业现状分析报告
THE END
THANKS
• 产业升级：随着市场需求的增长，HIT电池行业将进一步进行产业升级，提高生 产能力和规模。
• 新应用探索：除了传统的光伏发电系统和电动汽车市场，HIT电池还有很大的应 用潜力待发掘，未来将会涉及更多领域。
02
HIT电池技术原理
HIT电池技术原理
• 多层结构 HIT电池的核心技术是多层结构。具体来说，HIT电池由薄膜硅层、氢化非晶硅层和透明导电氧化 物层构成。这种多层结构能够最大限度地减小光电效应的损失，从而提高能量转换效率。
• 电荷传输
电荷传输
• 最后，HIT电池通过电荷传输来完成 能量转换。在P-N结两侧的电子和正 负离子之间，通过外电路实现电荷 的传输，最终转化为电能输出。
03
HIT电池的应用案例
HIT电池的应用案例
• 光伏发电站案例 • 家庭太阳能系统案例 • 电动汽车应用案例
光伏发站案例
• XXX光伏发电站是目前全球最大的HIT电池应用案例之一。该光伏发电站位于中 国河北省，占地XXX平方公里，总装机容量达到了XXX MW。
HIT电池的优势
• HIT电池相比传统太阳能电池具有如下几个显著优势：
HIT电池相比传统太阳能电池具有如下几个显著优势：
• 高能量转换效率：HIT电池的能量转换效率达到了20%以上，相比于传统太阳能 电池的15%左右，具有更高的发电效率。
• 长寿命：HIT电池在高温和高湿度环境下表现出较好的稳定性，并且耐腐蚀。 • 低自放电率：HIT电池的自放电率非常低，能够长时间保存电荷。 • 宽范围应用：HIT电池不仅适用于大规模光伏发电系统，也可以应用于家庭或商
结论
结论
• 综上所述，HIT电池作为新能源领域的 关键技术之一，具有高能量转换效率、 长寿命和低自放电率等优势。随着市场 需求的增长，HIT电池行业正迎来快速 发展的机遇。
hit电池和异质结电池
hit电池和异质结电池说到电池，大家肯定不陌生。
咱们手机、汽车、遥控器都离不开它。
现在市场上流行的可不止普通的电池哦，还有一些高级的，比如说 HIT 电池和异质结电池。
今天咱就来聊聊这两种电池，看看它们究竟有啥神奇之处。
先说说 HIT 电池。
HIT 电池的全名是“异质结太阳能电池”（Heterojunction Solar Cells），这种电池的设计可是高大上的。
你要是能把它的名字背出来，简直可以去参加知识竞赛了。
它的厉害之处在于，它把不同的材料结合起来，用一个非常聪明的方式来提升效率。
就像你在做一道大菜的时候，选了不同的调料，结果做出来的味道更丰富、层次更多。
HIT 电池其实就是在用两种不同的半导体材料，让它们在同一个电池里发挥各自的优势，最终形成一种高效能的电池。
你看，普通的太阳能电池效率差不多在15%到20%之间，而 HIT 电池能达到接近25%，这可比我们很多“宅男”状态下的睡眠效率高多了。
这不，HIT 电池就像是高端电池中的“流量明星”，大家都想要它。
不过，虽然它看起来很牛，但也有个小毛病，成本高啊。
你想啊，既然是“拼搭”出来的电池，材料的选择和制造过程自然就不便宜。
所以呢，HIT 电池现在主要是在一些高端应用领域，比如说一些高效能的太阳能板上。
你别看它贵，效果好就是值这个价。
再来聊聊异质结电池，这个名字听起来是不是有点抽象？它跟 HIT 电池有点像。
异质结电池顾名思义就是“异”材质和“结”构的结合。
你想啊，把两种不一样的材料、不同性质的东西合在一起，肯定能碰撞出不一样的火花。
就像我们在选伴侣时，大家总说“你俩怎么那么合得来”，其实有时候恰恰是因为两个人的个性差异，让彼此更互补。
这种异质结电池的优势就是它能有效减少损耗，提高电池的转换效率。
说白了，它就像个超级高效的“太阳能搬运工”，能把阳光吸收的能量转化成电能，效率比很多传统的太阳能电池要高得多。
不过，咱可不能只夸它，也得提提它的“软肋”。
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高效HIT太阳能电池的发展现状2013-5-27 13:17|发布者: 沈秋晨|查看: 1973|评论: 0|原作者: 乔秀梅，贾锐等|来自: Solarzoom摘要: 摘要：带有本征薄层的异质结（Heterojunctionwith Intrinsic Thinfilm（HIT））太阳能电池起源于Hamakawa等设计的a-Si/c-Si堆叠太阳能电池，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， ...摘要：带有本征薄层的异质结（Heterojunctionwith Intrinsic Thinfilm （HIT））太阳能电池起源于Hamakawa等设计的a-Si/c-Si堆叠太阳能电池，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，具有广阔的发展前景。
本文介绍了HIT太阳能电池的基本结构和能带并对其特点进行了深入的分析，根据相关文献从清洗，透明导电氧化层（TCO）的制备，非晶硅层的制备，背表面场的制备等方面深入分析了HIT太阳能电池的技术发展状况，并以三洋公司为引线，简单介绍了HIT太阳能电池的产业发展现状。
关键词：HIT；太阳能电池；结构；特点；技术发展；产业发展1HIT太阳能电池的结构及其特点1.1HIT太阳能电池的结构1.1.1基本结构HIT电池的本质是异质结太阳能电池，A.I.Gubanov于1951年就已经提出了异质结的概念，并且进行了理论分析，但是由于当时制备异质结的工艺技术十分复杂和困难，所以异质结的样品迟迟没有制备成功。
1960年Anderson成功的制备出高质量的异质结样品，还提出了十分详细的理论模型和能带结构图。
带本征薄层异质结（HIT）太阳能电池是由MakotoTanaka和MikioTaguchi等人于1992年在三洋公司第一次制备成功。
图1为常见的双面异质结电池的结构示意图，其特征是三明治结构，中间为衬底p(n)型晶体Si，光照侧是n(p)-i型a-Si膜，背面侧是i-p+(n+)型a-Si膜，在两侧的顶层溅射TCO膜，电极丝印在TCO膜上，构成具有对称型结构的HIT太阳电池。
本征a-Si:H起到钝化晶体硅表面的缺陷的作用。
最常见的是p型硅基异质结太阳能电池，其广泛应用于光伏产业，因为p型硅片是常见的光伏材料且以p型单晶硅为衬底的电池接触电阻较低，但是由于硼和间隙氧的存在，使得以p型单晶硅为衬底的太阳电池有较严重的光照衰减问题。
且由于c-Si(p)/a-Si(i/p)界面氢化非晶硅价带带阶（0.45ev）要比导带带阶大（0.15ev），n型硅基比p型硅基更适合双面异质结太阳能电池。
图2是异质结的能带图。
对n型Si衬底HIT电池，前表面处较大的价带带阶形成少子空穴势阱，因势阱中空穴势垒较高，热发射概率小，从而有效地阻止了光生空穴的传输。
在背面处，薄本征a-Si:H层以及n型a-Si:H层与n型c-Si形成有效的背表面场（BSF），其价带处较大的带阶及较厚的本征层形成了空穴反射镜，而导带处较小的带阶差对电子的传输不构成阻碍。
即a-Si:H(i/n)提供了完美的多子输运的背接触及少子反射的反射镜。
对p型衬底HIT电池，前表面处导带带阶小，电子受到较小的阻碍，比在n型衬底结构中更容易被收集，所以内建电压比n型衬底的低很多。
在背面处，导带带阶小，形成的反射镜作用弱得多。
另外，价带处大的带阶，在很大程度上阻碍了多子的收集。
可见，理论上从带阶的比较中可以看出n型衬底比p型衬底更适合双面异质结太阳能电池。
同时，n型衬底电池克服了p型Si衬底上电池的光致衰退现象，而且n型Si材料中高效复合中心的密度远低于p型材料。
尽管如此，目前许多研究者还着重研究p型硅衬底异质结太阳能电池，因为p型硅衬底的少子是电子，而在p型材料中电子具有更高的体扩散长度。
美国的NREL长期致力于p型硅基异质结太阳能电池的研究，且中国科学院的研究组通过AFORS-HET模拟得到TCO的功函数是影响p型硅基双面异质结太阳能电池的关键因素。
1.1.2衍生结构HIT太阳能电池结构简单，不需要通过复杂的工艺就可以获得高效率，通常一种工艺可实现多个功能，在a-Si/c-Si之间插入i-a-Si形成pn结的同时低温钝化硅表面，很大程度上减少了c-Si的表面复合。
在电池背面用HIT结构钝化表面的同时可以形成背表面场，使得HIT电池有着对称结构，在一定程度上减少了电池的热应力和机械应力，允许薄硅片的使用，同时电池的背面可以利用地面的反射光产生电能。
为了避免一般HIT电池的前TCO和a-Si:H发射层对光的吸收，一些科研人员于2007年提出IBC-SJ电池，这种电池的发射极和背接触以异质结的形式放在电池背面（图3），其效率到目前还很低（T.Desrues等人获得15.7%的效率），但是理论研究得到这种电池的效率可超过26%。
法国的T.Desrues 等人在研究IBCSi-HJ电池时为了优化a-SI:H层材料提高表面钝化以减少阻抗损失制作了“倒置”Si-HJ电池（图4）。
事实上，早在2006年Wünsch等人为了克服寄生吸收，第一次将异质结设计在电池背面。
目前，德国的Martin等人设计的具有SHJ背发射极和扩散前表面场（FSF）的小面积n+np+n型硅太阳能电池（图5）已经获得20.6%的效率。
1.2HIT太阳能电池的特点1.2.1低温工艺在HIT太阳能电池生产过程中，所有的加工温度都低于250oC，避免了生产效率低而成本高的高温扩散制结的过程，而且低温环境使得a-Si薄膜的光学带隙、沉积速率、吸收系数以及氢含量得到较精确的控制。
HIT太阳能电池要求本征非晶硅层有宽的光学带隙，而本征非晶硅薄膜的光学带隙随衬底的温度升高而降低（图6），同时当衬底温度较高时，将降低生长粒子SiH3的扩散能力，此时，非晶硅薄膜以SiH为主（SiH2+SiH4=SiH3+SiH3，SiH+SiH4=SiH2+SiH3，Si+SiH4=SiH+SiH3），同时留下大量的悬挂键，形成大量悬挂键缺陷态密度（图7），当温度较低时生长粒子SiH3具有较低的表面活性能，不容易找到能量最低的位置成键而结晶，此时，表面氢以稳定的速率析出，而悬挂键的复合速率很小，从而导致悬挂键缺陷态密度的增加（图7）。
同时过低的衬底温度会使非晶硅薄膜结构疏松，影响薄膜的质量，因此选择适合的温度有利于生长出高质量的薄膜，实验分析证明250℃时制备的薄膜质量最好。
同时对于TCO膜（以ITO膜为例），薄膜的电阻率随着沉积温度的升高而下降直到200℃，然后随着沉积温度的升高又开始增加（图8），同时，基片温度对薄膜透射率有着明显的影响（图9）。
因此，由图8、9可见，200℃为其优化的沉积温度，非常适合HIT太阳电池的低温制备工艺。
低的加工温度预防了晶体硅基底整体性质的衰减，减轻了硅片的热应力和损坏，保持了硅片的原有质量，有利于实现硅片的轻薄化（当晶硅薄至160nm时，经过高温会因热应力而导致硅片弯曲），可以使硅片的厚度降低到光吸收所需的最小值，进一步降低了HIT电池的生产成本。
1.2.2高的稳定性在HIT太阳能电池中不会出现非晶硅太阳能电池中常见的Staebler-Wronski效应，文献报道了对转换效率为20%的HIT太阳能电池样品在5个太阳强度下进行5h光辐射试验，结果是电池没有发生光照衰退现象（图10）。
这表明a-Si/c-Si异质结结构太阳能电池具有较高的光照稳定性，因此HIT太阳能电池的转换效率不会随着光照时间的增长而衰减。
一般情况下，温度是决定太阳电池输出特性的关键因素之一，和传统的扩散pn结相比，HIT电池有着好的温度稳定性，传统扩散pn结太阳能电池的温度系数为-0.45%/℃，而异质结太阳能电池的温度系数可到达-0.25%/℃，这就使得电池在高温工作条件下电池的退化效率较小。
从图11可以发现，Voc越高，输出特性的温度依存性越小。
也就是说，开路电压高的HIT太阳电池表现出更好的温度特性。
2HIT太阳能电池的发展现状2.1HIT太阳能电池的技术发展路线2.1.1清洗技术在HIT太阳能电池中，异质结决定电池的最终特性，晶体硅衬底作为异质结的一面，其表面的洁净程度是决定电池性能的关键因素之一，因此硅片的清洗是至关重要的一环，其目的是预防因硅片表面的不洁净而引进缺陷和杂质进一步增大结的复合而降低表面钝化。
洁净的硅片表面是指硅表面不存在杂质颗粒、金属、有机物、湿气分子以及自然氧化膜。
经过科研人员的大量科学研究，人们发现为了实现洁净的硅片表面，清洗硅片的一般思路是先去除有机物，再去除颗粒和金属，然后去除氧化层。
目前最常用的硅片清洗方法是由WernerKern等人于1965年在美国的RCA实验室首创的RCA湿化学清洗法，并在1970年发表。
RCA清洗法主要包括SPM（H2SO4:H2O2=3:1）亦称三号液去除有机物，DHF（HF：H2O=1:30）去除氧化层，APM（NH4OH:H2O2:H2O=1:1:5）亦称一号液去除颗粒，HPM （HCL:H2O2:H2O=1:1:6）亦称二号液去除金属杂质。
但是RCA清洗法使用大量的高纯度化学试剂，增加成本的同时也会对环境造成一定的污染。
尤其是高浓度H2SO4在高温下，对环境极为不利。
为了达到很好的清洗效果的同时降低成本，减少对环境的污染，人们对新的清洗剂和清洗工艺进行了深入的研究。
据报道臭氧超纯水清洗法与RCA清洗法相比具有较大的优势，因为臭氧的氧化还原势比浓硫酸和过氧化氢都高，Jeon和Raghavan于1997年提出了利用兆声波激发臭氧水对硅片进行清洗，索尼公司的H.Takeshi等人在室温下交替用臭氧水和DHF清洗硅片数秒钟，可有效去除金属、颗粒、有机物，而不增加微粗糙度。
2.1.2透明导电氧化膜(TCO)膜的制备由于非晶硅的导电性较差，所以在HIT的制作过程中，在电极和非晶硅层之间加一层TCO膜可以有效地增加载流子的收集。
透明导电氧化薄膜具有光学透明和导电双重功能，对有效载流子的收集起着关键作用，可以减少光的反射，起到很好的陷光作用，是很好的窗口层材料，其种类较多，目前研究和应用最多的是掺锡氧化铟(ITO)薄膜和掺铝氧化锌(AZO)薄膜，而掺铝氧化锌是最具有发展潜力的TCO膜，因为氧化铟锡的原料价格昂贵且其在氢等离子体中不稳定，而掺铝氧化锌原料丰富，成本较低，且掺铝氧化锌薄膜无毒，热稳定性好易于制造，且其具有与ITO膜相比拟的光学、电学性质。
TCO薄膜的制备方法较多，包括各种物理气相沉积(PVD)，化学气相沉积(CVD)，喷射热分解法以及溶胶-凝胶法(Sol-Gel)，每种方法都有其各自的优缺点，其中应用和研究最广泛，技术最成熟的是磁控溅射。