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。

图三暗状态时的I-V特性比较

化学钝化和HIT太阳能光伏电池构造的寿命关系

采用μ-PCD法测定HIT太阳能光伏电池的少子寿命。μ-PCD法得到的寿命值虽然同时反映了体复合速度和表面复合速度两方面，但由于是在同一批(LOT)里抽出相邻的芯片，所以可认为体(BULK)的影响基本相同，所不同的是表面的差异。根据下图可以发现，HIT构造的钝化性能要比化学钝化(CP法)更优异。

图四化学钝化

HIT太阳能光伏电池的Voc和寿命之间的依存性

发现通过形成低损伤的a-Si膜和提高表面的清净度等可以提高寿命和Voc，Voc和寿命之间是一种正的线性关系。即HIT构造中的a-Si钝化性能的好坏和HIT太阳电池的Voc 大小相关。所以，通过提高a-Si的钝化性能以提高寿命的方法可以认为对提高HIT太阳电池的输出电压是有效的。

图五Voc和载流子寿命(us)的关系

太阳能光伏电池单晶体硅的表面清洁度更高，同时抑制了非晶硅层形成时对单晶通过这些改良，这种电池的电能输出功率损失下降，

图六HIT太阳能光伏电

高效HIT光伏电池技术调研（三）

关键词: 太阳能光伏电池光伏

北极星太阳能光伏网讯:本文主要讲述HIT太阳能光伏电池的制造工艺、

一、HIT太阳能光伏电池的制作工艺

HIT太阳能光伏电池的关键技术是a-Si:H薄膜的沉积，要求沉积的本征a-Si:H薄膜的缺陷态密度低，掺杂a-Si:H的掺杂效率高且光吸收系数低，最重要的是最终形成的a-Si:H/Si 界面的态密度要低。目前，普遍采用的等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）沉积本征及掺杂的a-Si:H膜，同时热丝化学气相沉积法（HWCVD）制备a-Si:H法也被认为很有前景。

PECVD法制备a-Si:H薄膜

利用等离子里中丰富的活性粒子来进行低温沉积一直是a-Si:H制备的重要方法。在真空状态下给气体施加电场，气体在电场提供的能量下会有气态转变为等离子体状态。其中含有大量的电子、离子、光子和各类自由基等活性粒子。等离子体是部份离子化的气体，与普通气体相比，主要性质发生了本质的变化，是一种新物质聚集态。等离子体中放置其中的衬底可以保持在室温，而电子在电厂的激发下会得到足够多的能量（2-5eV），通过与分子的碰撞将其电离，激发。

PECVD的缺点表现在两个方面，一是它的不稳定性，二是电子和离子的辐射会对所沉积的薄膜构成化学结构上的损伤。等离子体作为准中性气体，它的状态容易被外部条件的改变而发生变化。衬底表面的带电状态，反应器壁的薄膜附着，电源的波动，气体的流速都会改变活性粒子的种类和数量，并且等离子体的均匀性也难以控制，这样都会改变衬底的状态。等离子体中的离子轰击和光子辐照，除了会影响沉积膜的质量，还会影响下面的硅衬底。

光谱响应的研究结果表明对于蓝光区，HIT太阳能光伏电池的光谱相应提高，而在红光区，光谱相应变低。这说明对于本征层的钝化效果提高了蓝光光谱响应的结果，而对于硅片内部的损伤，则对红光部分，光谱相应降低，量子效率下降。对于这种情况，可以下调等离子体的功率，但是同时也会降低等离子体的稳定性。

HWCVD热丝化学气相沉积制备a-Si:H薄膜

是利用热丝对气体进行催化和分解的软性过程，不会产生高能粒子轰击，对衬底的损伤较小，可以容易的移入或者移出沉积室，能够方便从实验室转换到生产线上。在HIT太阳能光伏电池中，非晶硅发射极和晶体硅之间夹着5纳米后，缺陷密度低于非晶硅的本征非晶硅薄膜。

HWCVD的缺点在于非晶硅的外延可以穿透5纳米后的本征薄膜而与晶体硅直接接触，这样会导致高缺陷，这样界面面积和缺陷态密度的增大会导致高的暗电流，继而开路电压也会减低。在制备中将温度控制在200度以下能够抑制非晶硅的外延。

二、HIT太阳能光伏电池工艺的改良方向

提高界面钝化效果

当非晶硅和晶体硅的界面陷阱密度由10^11每平方厘米上升到10^12每平方厘米时，电池效率会降低20%。本征非晶硅的钝化效果由于a-Si:H薄膜的存在而变差，这可能是衬