官方微信

一文读懂当前晶硅电池技术(PERC、TOPCon、HJT、N-IBC、P-IBC)及工艺流程

一文读懂当前晶硅电池技术(PERC、TOPCon、HJT、N-IBC、P-IBC)及工艺流程
2023-02-16 262


p型半导体和N型半导体的形成

如果在本征半导体中掺入少量的杂质,半导体的导电性能将会大大的改善。在纯净的半导体硅(Si)中掺入少量的五价磷(P),就构成了电子型半导体(简称N型半导体);或三价硼(B)元素,就构成了空穴型半导体(简称P型半导体)。

P型半导体、N型半导体定义?

P型半导体的“P”表示正电的意思,取自英文Positive的第一个字母。

N型半导体的“N”表示负电的意思,取自英文Negative的第一个字母。

1、P型电池:PERC占据主流,接近转化效率极限


晶硅电池技术是以硅片为衬底,根据硅片的差异区分为P型电池和N型电池。两种电池发电原理无本质差异,都是依据PN结进行光生载流子分离。在P型半导体材料上扩散磷元素,形成n+/p型结构的太阳电池即为P型电池片;在N型半导体材料上注入硼元素,形成p+/n 型结构的太阳电池即为N型电池片。

P型电池制作工艺相对简单,成本较低,主要是BSF电池和PERC电池。2015年之前,BSF电池占据90%市场;2016年之后,PERC电池接棒起跑,到2020年,PERC电池在全球市场中的占比已经超过85%,且目前以双面PERC为主。

PERC(Passivated Emitter Rear Cell)——发射极及背面钝化电池技术,与常规电池不同之处在于背面,PERC电池采用了钝化膜来钝 化背面,取代了传统的全铝背场,增强光线在硅基的内背反射,降低了背面的复合速率,从而使电池的效率提升0.5%-1%。2020年,规模化生产的单/多晶电池平均转换效率分别达到22.7%和19.4%。P型单晶电池均已采用PERC技术,平均转换效率同比提升 0.5个百分点。

由于P型单晶硅PERC电池理论转换效率极限为24.5%,导致P型PERC单晶电池效率很难再有大幅度的提升;并且未能彻底解决以P型硅 片为基底的电池所产生的光衰现象,这些因素使得P型硅电池很难有进一步的发展。与传统的P型单晶电池和P型多晶电池相比, N型电池具有转换效率高、双面率高、温度系数低、无光衰、弱光效应好、载流子寿命更长 等优点。

注释:

1、Front metal grid(Ag):前表面金属银电极

2、Front ARC and passivating coating(SiNx):前表面氮化硅钝化层

3、n+(phosphorous)emitter:磷层发射极,称为n+层

4、p-type Si:P型基底硅层

5、p++local Al BSF:局部铝背场,称为p++层

6、Rear metal grid(Al):金属铝背电极

7、Rear ARC and passivating coating(Al2O3/SiNx):背钝化层,Al2O3带负电,可作为P型的背钝化层,抑制电子

2、N型电池①:TOPCon,技术过渡最优选择

TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact)——氧化层钝化接触。正面与常规N型太阳能电池或N-PERT太阳能电池没有本质区别,电池核心技术是背面钝化接触。电池背面由一层超薄氧化硅(1~2nm)与一层磷掺杂的微晶非晶混合Si薄膜组成,二者共同形成钝化接触结构。钝化性能通过退火过程进行激活,Si薄膜在该退火过程中结晶性发生变化,由微晶非晶混合相转变为多晶。在850°C的退火温度下退火,iVoc>710mV,J0在9-13fA/cm2,显示了钝化接触结构优异的钝化性能。
该结构可以阻挡少子空穴复合,提升电池开路电压及短路电流。超薄氧化层可以使多子电子隧穿进入多晶硅层同时阻挡少子空穴复合,超薄氧化硅和重掺杂硅薄膜良好的钝化效果使得硅片表面能带产生弯曲,从而形成场钝化效果,电子隧穿的几率大幅增加,接触电阻下降,提升了电池的开路电压和短路电流,从而提升电池转化效率。

N-TOPCon电池结构

两种工艺生产流程


  • 文章标题:一文读懂当前晶硅电池技术(PERC、TOPCon、HJT、N-IBC、P-IBC)及工艺流程
  • 版权声明:本网站内容主要来自原创、合作媒体供稿和第三方投稿,凡在本网站出现的信息,均仅供参考。凡来源注明为其他媒体来源的信息,均为转载自其他媒体,并不代表本网站赞同其观点,也不代表本网站对其真实性负责,本网站对站内所有资讯的内容、观点保持中立,不对内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。读者在使用前请进一步核实,并对任何自主决定的行为负责。本网站对有关资料所引致的错误、不确或遗漏,概不负任何法律责任。如有本网站中的内容可能涉及侵犯其知识产权或存在不实内容时,请及时通知本站,予以删除。

在线
客服

在线QQ客服服务时间:9:00-19:00

选择下列客服马上在线沟通:

客服
热线

13120672097
13912486111
7*24小时服务热线

客服
微信

扫码添加客服微信
顶部