HIT电池技术汇编.pptx

姓名：全传笔 部门：研发部 Paper study HIT电池技术 2011-08-23 HIT电池简介 HIT原理 HIT制备 目录 HIT(Heterojunction with intrinsic Thinlayer) HIT电池是日本Sanyo公司发明的异质结电池的一种，其特点是再发射极和背面高浓度掺杂层与基片之间添加了一层本征非晶硅层。 HIT电池发展历史 1968年，第一个a-Si/c-Si异质结器件。 1974年，第一个氢化非晶硅器件。（a-Si:H，H钝化，减少缺陷） 1983年，第一个太阳能电池。 2010年，转换效率达到23%。（Sanyo） HIT电池简介 异质结电池能带结构示意图 开路电压大的原因： 除了掺杂浓度差形成的内建电池外，材料的禁带宽度的差别也会进一步增加电池的内建电势。 HIT原理 HIT电池中本征非晶硅层的作用： 钝化硅片表面，减少Dit(复合中心)，增加电池的少子寿命。 体硅电池中，硅片在未钝化前，表面复合速率一般大于1*105cm/s。 氮化硅钝化后可降到1*103cm/s以下，效果很好时可降到102cm/s以下。 HIT原理 HIT电池中TCO层的作用： TCO玻璃是指在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜方法均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜（Transparent Conductive Oxide）而形成的组件。 它能形成良好的欧姆接触，过渡金属－硅减少载流子平行硅片表面流动时的复合损耗，增加载流子的收集效率起到钝化表面的效果。 HIT原理 硅片清洗及制绒与体硅电池相同 HIT电池制备 本征层及掺杂层的制备 PECVD （Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）等离子辅助化学气相沉积 HWCVD （Hot Wire Chemical Vapor Deposition）热丝化学气相沉积 PECVD等离子辅助化学气相沉积 HIT电池制备 HWCVD热丝化学气相沉积 HIT电池制备 HWCVD设备 HWCVD原理图 PECVD HWCVD 生长速率 慢 快 生长面积 大 小 生长均匀性 好 较差 薄膜质量 较好 更好 工艺稳定性 好 较差 工艺成熟度 成熟 发展阶段 PECVD与HWCVD比较 HIT电池制备 TCO层的制备 溅射法：磁控溅射、离子束溅射等 蒸发法：热蒸发、离子束蒸发等 溅射法的工艺稳定性更好，制备薄膜的质量也较好。 HIT电池制备 至2008年世界HIT电池的研究现状 HIT电池制备 三洋双面HIT电池结构图 晶硅/非晶硅异质结结构 增加开路电压，提高转换效率 HIT电池制备 HIT电池工艺制程 HIT电池制备 1.HIT电池具有较高的开路电压Uoc，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。 RR HIT电池的优点 ?效率可以做到19%，与17%的常规电池效率相比，相当于节省9%的成本 ?温度特性0.3%/K vs. 0.43%/K，增加4%的能量输出，节省4%的成本。 HIT电池制备 工艺步骤增加，设备更复杂。参考SUNFAB生产线的成本 RR的设备价格会比较昂贵。 周边刻蚀工序只能放在最后，不能像常规工艺那样提前 非晶硅的主流PECVD工艺为直接式，频率一般为13.56MHz，管式PECVD设备可以实现。 HIT电池制备 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。 HIT电池制备 PECVD技术难点一 ?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。 HIT电池制备 PECVD技术难点二 ?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