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光伏解读:三洋HIT电池技术

[ 作者:Novtec  日期:2013-12-24 ]

光伏解读:三洋HIT电池技术
晶硅/非晶硅异质结结构:增加开路电压,提高转换效率
光伏技术:HIT电池工艺制程
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
光伏技术:HIT电池的优点
1.HIT电池具有较高的开路电压VOC,三洋规模化生产效率可超过20%。
2.良好的温度特性。室外使用温度经常会达到70-80度,在同样的高温下,HIT电池比晶硅太阳电池性能衰减更少。
3.HIT电池工艺均在200度以下,对于衬底硅材料的要求较低。热能投入少,同时对环境洁净程度要求较低。
4.全部在线式设备,易于实现自动化
光伏技术:HIT技术难点
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/c-Si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。
光伏技术:PECVD技术难点
1.等离子体的不稳定性。
等离子体的稳定性是一个复杂的问题。等离子体本身是由电子、离子等带电电荷组成的准中性气体,因此,它的状态容易受到外界条件的影响而发生变化。衬底表面的带电状态、反应器壁的薄膜附着、电源的波动、气体的流速等都会改变等离子体的状态,改变其中活性粒子的种类及数量,从而改变所沉积薄膜的性质;另外在大规模生产中,在较大的面积上保持等离子体的均匀性也是一件困难的事。这种差异的原因往往是隐性的,解决这一问题需要精通等离子体的专业知识。
2.等离子体中电子及离子辐照对沉积薄膜结构及电子学特性损伤。
等离子体加工过程中另一方面的问题是等离子体损伤,主要指离子轰击及光子辐照,除了会降低沉积膜的质量外,还对晶体Si衬底带来损伤。光谱响应的研究结果发现利用等离子体技术制备的HIT电池,在蓝光区,光谱响应提高,而在红光区,光谱响应降低,这一方面表明本征层的钝化作用提高了蓝光区的光量子效率,另一方面表明等离子体对器件的损伤深入到器件内部,造成主要在Si体内被吸收的红光区的量子效率下降。为降低等离子体损伤,需要严格控制等离子体的放电功率,将其降低至最小,以能维持放电为准,这实际上降低了等离子体的稳定性,增加了工艺参数控制的难度。
3.硼和磷的掺杂浓度难以提高。
沉积P型和N型非晶硅的过程中,要同时实现对硅的掺杂。所用的反应物为硼烷和磷烷。目前用这两种气体进行掺杂,无论如何增加反应气体的浓度,沉积的非晶硅膜很难得到高于1019次方的掺杂浓度。而常规晶体硅扩散工艺得到的掺杂浓度一般为1021。
光伏技术名词:HIT(HeterojunctionwithintrinsicThinlayer)
采用HIT结构的硅太阳能电池,所谓HIT结构就是在晶体硅片上沉积一层非掺杂(本征)氢化非晶硅薄膜和一层与晶体硅掺杂种类相反的掺杂氢化非晶硅薄膜,采取该工艺措施后,改善了PN结的性能。因而使转换效率达到23%,开路电压达到729mV,并且全部工艺可以在200℃以下实现。
HIT太阳能电池是一种利用晶体硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太阳能电池。

 
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