文|倪志春  來源|太陽能發(fā)電網(wǎng)

作者簡介：倪志春，博士，高級工程師，南航產(chǎn)業(yè)教授，東南大學(xué)研究生導(dǎo)師，蘇州騰暉光伏技術(shù)有限公司CTO、副總裁，長期從事光伏電池、組件、系統(tǒng)及應(yīng)用產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)相關(guān)工作。

經(jīng)過近20年的發(fā)展，常規(guī)硅材料太陽能電池在硅材料質(zhì)量、輔材以及工藝方面都獲得了持續(xù)的提升，目前業(yè)內(nèi)主流光電轉(zhuǎn)換效率平均水平，普通單晶約20.1%，普通多晶18.7%-19.1%。單晶PERC電池21.3-21.8%.

不過，這還與世界最高紀(jì)錄相差很大——2017年日本KANEKA公司的Yoshikawa等人以一種基于叉指背接觸(IBC)技術(shù)和異質(zhì)結(jié)鈍化技術(shù)(HIT)的新型叉指背接觸異質(zhì)晶硅太陽能單晶電池(HBC)實現(xiàn)了26.6%的光轉(zhuǎn)化效率；弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所（ISE）使用等離子表面制絨技術(shù)以及隧道氧化層鈍化接觸（TOPCon）技術(shù)，實現(xiàn)多晶轉(zhuǎn)換效率達(dá)22.3%。

上述世界效率紀(jì)錄的實現(xiàn)，都使用區(qū)別于常規(guī)晶體硅電池制造技術(shù)的技術(shù)，總結(jié)下來，提高晶體硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率主要有以下三個方向：

（1）提高光學(xué)利用率

優(yōu)化電池片表面陷光結(jié)構(gòu)以及減反射膜，減少正面金屬遮擋，甚至轉(zhuǎn)移至背面形成IBC結(jié)構(gòu)來減少入射光的損失；背面進(jìn)行平整化處理，增加背反射層將透射光重新反射入硅片表面形成二次反射從而增加光學(xué)吸收；設(shè)計雙面電池結(jié)構(gòu)，增加背面入射光，實現(xiàn)更大的光學(xué)吸收利用；

（2）減少內(nèi)部損失

內(nèi)部損失包括光生載流子的復(fù)合損失以及二極管結(jié)構(gòu)的串并聯(lián)損失�？梢酝ㄟ^使用高質(zhì)量的硅材料（低缺陷，高少子壽命）來減少體內(nèi)的復(fù)合，同時采用高質(zhì)量的表面鈍化技術(shù)（鈍化技術(shù)包括飽和懸掛鍵和缺陷的化學(xué)鈍化以及聚集正/負(fù)電荷形成的場效應(yīng)鈍化，見圖1）來減少電池體內(nèi)以及表面的復(fù)合。配合優(yōu)化的擴散工藝，結(jié)合先進(jìn)的SE工藝以及金屬化工藝來降低接觸電阻和柵線電阻，增大并聯(lián)電阻，減少電流的損耗；

圖1. 晶體硅太陽電池的鈍化技術(shù)（圖片來源Taiyang News 2017）