异质结太阳能电池
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2.主流光伏设备供应商梅耶博格(MeyerBurger)日前正 式开启其与CSEM位于瑞士纳沙泰尔Hauterive的子公司 MeyerBurgerResearchAG的异质结(HJ)太阳能电池中试 线。
3.康奈尔大学的研究人员提出了一种优化钙钛矿太阳能 电池制造过程的方法，可生产薄的、可靠、高效且成本 低廉的太阳能电池。
优势
工序短
低温工艺
低温度系数
双面发电
具有代表性的太阳能电池类型
●高效HIT太阳能电池
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
● GaAs异质结太阳能电池
GaAs属于III-V族化合物半导体材料，其能隙 与太阳光谱的匹配较适合且能耐高。与硅太阳电 池相比，GaAs太阳电池具有较好的性能。
3.表面窗口层对电池性能的影响 4.TCO对Jsc、FF的影响
氧分压7.2×10-4 Torr
射结 率论 ，： 能透 够明 提氧 高化 电物 池能 的够 转降 换低 效电 率池 。表
面 光 的 反
发展近况：
Country
Organization
Janpan Europe
Pansonic Choshu(CIC) EPFL/Switzerland EPFL/Switzerland RRS/Switzerland
INES/France
Area (cm2) 101.8 243/CZ 3.98/FZ/n 3.98/FZ/p 4/CZ
Voc (mV) 750 685 727 722 735
105/FZ
732
HZB/Germany
1
639
Univ Hangen/Germany
FZ
675
FhG-ISE/Germany
19.8 19.3 18.7
19.3 18.3 21.1
18.2
21.4 21.4
Source
2013 new release 2011PVSEC-21 2013IEEE J.PV 2013IEEE J.PV 2011 Euro-PVSEC-
26 2011 Euro-PVSEC-
26 2007 Journal 2009 PhD thesis 2010 IEEE PVSC-
35 2010 APL-96 2008 APL-92 2011 EuroPVSEC-26 2010 IEEE PVSC-
35 2014 2014
GaAs太阳能电池
●单结GaAs基系太阳能电池 电池转换效率理论上为
27%。
●多结叠层GaAs基系太阳能电池 电池转换效率理论上为
50%以上。
技术关键点
OCVD技术生长的太阳能电池外延片表面平整，各层厚度均 匀，浓度准确可控，制备的GaAs太阳能电池性能也有了明显 改进，进一步提高了电池的效率。目前，实验室中的太阳能 电池转换效率为25.8%。
2. GaAs基多结太阳能电池 太阳能电池的结数越多，转化效率也就越高，因此四结、 五结甚至更多结的太阳能电池研制成为太阳能电池研究领 域的热点。
★多结太阳电池结构材料的MOCVD工艺生 长控制技术研究(各外延层的厚度、载流 子浓度、表面形貌、厚度均匀性、组份 均匀性等结构参数与生长室压力、生长 温度、源流量、衬底托盘旋转速率等 MOCVD生长工艺参数之间的关系)； ★Ge单晶衬底的制备； ★Ge衬底上GaAs的外延生长，重点抑制 Ge/GaAs界面的活性结； ★Ge衬底上GaAs中电池的结构设计与制 备； ★Ge衬底上GaInP顶电池的结构设计与制 备； ★超薄层隧穿结生长控制技术研究，高 水平掺杂的实现以及掺杂元素与相邻子 电池之间互扩散的抑制。
异质结太阳能电池
太阳能电池基本工作原理：
空穴
电子
形成空间电荷区
太阳能电池的工作原理
光照条件下，光子 被两种材料依次吸 收后会产生电子-空 穴对。
材料1中的空穴到达 耗尽区在内电场的作 用下被扫进材料2区 域内，材料2中的电 子被扫进材料1的区 域内。
异质结两侧会出现 光生电流的积累， 产生光电压。
类型
转换效率%（理论计算）
双结叠层太阳能电池
26.9
三结叠层太阳能电池
40.8
四结叠层太阳能电池
41
3. GaAs基量子点太阳能电池 量子点结构太阳能电池最大的光电转换效率可以达到63%。
最新信息
1.一种比常规单晶硅太阳电池发电效率提高30%的新型 高效太阳能电池即将在我国实现量产。这一新型高效太 阳电池与常规单晶硅太阳电池比较，每瓦多发电30%以 上。目前国际市场上异质结太阳电池组件售价为1～1.3 美元/瓦，高出常规太阳电池组件80%，利润空间巨大。
外部接入负载，就 会有光生电流和电 压，并输出功率。
异质结与同质结的区别
同质结：由两种相同的半导体单晶材料组成的结。
区别
异质结：由两种不同的半导体单晶材料组成的结。
禁带宽度可调
噪声特性好
异质结的优点
电流增益大
直流特性好
高频特性好
异质结太阳能电池
定义
不同禁带宽度的两种半导体材料接触的界面上构成一 个异质P-N结的光伏电池。如果这两种异质材料的晶格 结构相近，界面上的晶格匹配较好，则构成异质面光 伏电池。
HIT高效太阳能电池
结构与工艺
清洗制绒
p/i/n
TCO（透明 导电氧化物）
丝网印刷 低温烧结
关键技术点：
1.表面结构对反射率的影响：
制绒尺寸小大对表面 反射率几乎没有直接 的影响。但仍需考虑 制绒尺寸的均匀性等 问题。
2.表面处理对电池性能的影响
结论：表面经过去离 子水的处理后，其电 池的电学性能更好。
4/FZ
705
USA Korea
NREL IEC HHI(Hyundai)
0.9/FZ
678
0.55/CZ
694
220
721
LG
1/FZ
687
China
Sunpreme/上澎 SIMIT/Trina
238/CZ
156/CZ
711
Jsc (mA/cm2)
39.5 36.9 38.9 38.4 38.5
36.9
39.3 37 35
36.2 35.7 36.6
33.3
37.8
FF
0.832 0.792 0.784 0.771 0.775
0.783
0.789 0.773 0.75
0.786 0.742 0.799
0.789
0.776
EFF (%) 24.7 20.0 22.14 21.38 21.9
21.0
3.康奈尔大学的研究人员提出了一种优化钙钛矿太阳能 电池制造过程的方法，可生产薄的、可靠、高效且成本 低廉的太阳能电池。
优势
工序短
低温工艺
低温度系数
双面发电
具有代表性的太阳能电池类型
●高效HIT太阳能电池
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
● GaAs异质结太阳能电池
GaAs属于III-V族化合物半导体材料，其能隙 与太阳光谱的匹配较适合且能耐高。与硅太阳电 池相比，GaAs太阳电池具有较好的性能。
3.表面窗口层对电池性能的影响 4.TCO对Jsc、FF的影响
氧分压7.2×10-4 Torr
射结 率论 ，： 能透 够明 提氧 高化 电物 池能 的够 转降 换低 效电 率池 。表
面 光 的 反
发展近况：
Country
Organization
Janpan Europe
Pansonic Choshu(CIC) EPFL/Switzerland EPFL/Switzerland RRS/Switzerland
INES/France
Area (cm2) 101.8 243/CZ 3.98/FZ/n 3.98/FZ/p 4/CZ
Voc (mV) 750 685 727 722 735
105/FZ
732
HZB/Germany
1
639
Univ Hangen/Germany
FZ
675
FhG-ISE/Germany
19.8 19.3 18.7
19.3 18.3 21.1
18.2
21.4 21.4
Source
2013 new release 2011PVSEC-21 2013IEEE J.PV 2013IEEE J.PV 2011 Euro-PVSEC-
26 2011 Euro-PVSEC-
26 2007 Journal 2009 PhD thesis 2010 IEEE PVSC-
35 2010 APL-96 2008 APL-92 2011 EuroPVSEC-26 2010 IEEE PVSC-
35 2014 2014
GaAs太阳能电池
●单结GaAs基系太阳能电池 电池转换效率理论上为
27%。
●多结叠层GaAs基系太阳能电池 电池转换效率理论上为
50%以上。
技术关键点
OCVD技术生长的太阳能电池外延片表面平整，各层厚度均 匀，浓度准确可控，制备的GaAs太阳能电池性能也有了明显 改进，进一步提高了电池的效率。目前，实验室中的太阳能 电池转换效率为25.8%。
2. GaAs基多结太阳能电池 太阳能电池的结数越多，转化效率也就越高，因此四结、 五结甚至更多结的太阳能电池研制成为太阳能电池研究领 域的热点。
★多结太阳电池结构材料的MOCVD工艺生 长控制技术研究(各外延层的厚度、载流 子浓度、表面形貌、厚度均匀性、组份 均匀性等结构参数与生长室压力、生长 温度、源流量、衬底托盘旋转速率等 MOCVD生长工艺参数之间的关系)； ★Ge单晶衬底的制备； ★Ge衬底上GaAs的外延生长，重点抑制 Ge/GaAs界面的活性结； ★Ge衬底上GaAs中电池的结构设计与制 备； ★Ge衬底上GaInP顶电池的结构设计与制 备； ★超薄层隧穿结生长控制技术研究，高 水平掺杂的实现以及掺杂元素与相邻子 电池之间互扩散的抑制。
异质结太阳能电池
太阳能电池基本工作原理：
空穴
电子
形成空间电荷区
太阳能电池的工作原理
光照条件下，光子 被两种材料依次吸 收后会产生电子-空 穴对。
材料1中的空穴到达 耗尽区在内电场的作 用下被扫进材料2区 域内，材料2中的电 子被扫进材料1的区 域内。
异质结两侧会出现 光生电流的积累， 产生光电压。
类型
转换效率%（理论计算）
双结叠层太阳能电池
26.9
三结叠层太阳能电池
40.8
四结叠层太阳能电池
41
3. GaAs基量子点太阳能电池 量子点结构太阳能电池最大的光电转换效率可以达到63%。
最新信息
1.一种比常规单晶硅太阳电池发电效率提高30%的新型 高效太阳能电池即将在我国实现量产。这一新型高效太 阳电池与常规单晶硅太阳电池比较，每瓦多发电30%以 上。目前国际市场上异质结太阳电池组件售价为1～1.3 美元/瓦，高出常规太阳电池组件80%，利润空间巨大。
外部接入负载，就 会有光生电流和电 压，并输出功率。
异质结与同质结的区别
同质结：由两种相同的半导体单晶材料组成的结。
区别
异质结：由两种不同的半导体单晶材料组成的结。
禁带宽度可调
噪声特性好
异质结的优点
电流增益大
直流特性好
高频特性好
异质结太阳能电池
定义
不同禁带宽度的两种半导体材料接触的界面上构成一 个异质P-N结的光伏电池。如果这两种异质材料的晶格 结构相近，界面上的晶格匹配较好，则构成异质面光 伏电池。
HIT高效太阳能电池
结构与工艺
清洗制绒
p/i/n
TCO（透明 导电氧化物）
丝网印刷 低温烧结
关键技术点：
1.表面结构对反射率的影响：
制绒尺寸小大对表面 反射率几乎没有直接 的影响。但仍需考虑 制绒尺寸的均匀性等 问题。
2.表面处理对电池性能的影响
结论：表面经过去离 子水的处理后，其电 池的电学性能更好。
4/FZ
705
USA Korea
NREL IEC HHI(Hyundai)
0.9/FZ
678
0.55/CZ
694
220
721
LG
1/FZ
687
China
Sunpreme/上澎 SIMIT/Trina
238/CZ
156/CZ
711
Jsc (mA/cm2)
39.5 36.9 38.9 38.4 38.5
36.9
39.3 37 35
36.2 35.7 36.6
33.3
37.8
FF
0.832 0.792 0.784 0.771 0.775
0.783
0.789 0.773 0.75
0.786 0.742 0.799
0.789
0.776
EFF (%) 24.7 20.0 22.14 21.38 21.9
21.0