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异质结电池简介 HIT 是Heterojunction with Intrinsic Thin－layer 的缩写，意为本征薄膜异质结， 因HIT 已被日本三洋公司申请为注册商标，所以又被称为 HJT 或SHJ （Silicon Heterojunction solar cell）。1992 年三洋公司的Makoto Tanaka 和 Mikio Taguchi 第一次成功制备了HIT（HeterojunctionwithIntrinsic ThinLayer）电池。日本Panasonic 公司于2009 年收购三洋公司后，继续HIT 电池的开发。 HIT 电池结构，中间衬底为N 型晶体硅，通过PECVD 方法在P 型a-Si 和c-Si 之间插入一层10nm 厚的i-a-Si 本征非晶硅，在形成pn 结的同时。电池背面为 20nm 厚的本征a-Si：H 和N 型a-Si：H 层，在钝化表面的同时可以形成背表面场。 由于非晶硅的导电性较差，因此在电池两侧利用磁控溅射技术溅射TCO 膜进行 横向导电，最后采用丝网印刷技术形成双面电极，使得HIT 电池有着对称双面电 池结构。 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。 在电池正表面，由于能带弯曲，阻挡了电子向正面的移动，空穴则由于本征 层很薄而可以隧穿后通过高掺杂的p＋型非晶硅，构成空穴传输层。同样，在背 表面，由于能带弯曲阻挡了空穴向背面的移动，而电子可以隧穿后通过高掺杂的 n＋型非晶硅，构成电子传输层。通过在电池正反两面沉积选择性传输层，使得 光生载流子只能在吸收材料中产生富集然后从电池的一个表面流出，从而实现两 者的分离。 最常见的是p型硅基异质结太阳能电池，其广泛应用于光伏产业，因为p 型硅片是常见的光伏材料且以p 型单晶硅为衬底的电池接触电阻较低 ，但是由 于硼和间隙氧的存在，使得以p型单晶硅为衬底的太阳电池有较严重的光照衰减 问题。且由于c-Si(p)/a-Si(i/p)界面氢化非晶硅价带带阶 （0.45ev）要比导带 带阶大 （0.15ev），n型硅基比p型硅基更适合双面异质结太阳能电池。 影响非晶硅电池转换效率和稳定性的主要因素有:透明导电膜、窗口层性质 (包括窗口层光学带隙宽度、窗口层导电率及掺杂浓度、窗口层激活能、窗口层 的光透过率)、各层之间界面状态(界面缺陷态密度)及能隙匹配、各层厚度(尤其 i层厚度)以及太阳能电池结构等。非晶硅薄膜电池的结构一般采取叠层式或进 行集成或构造异质结等形式。 HJT技术供应商主要有：KANEKA （得益于非晶硅薄膜领域多年的耕耘和技术 积累，转换效率25.1%）、SUNPREME （运用Tandem 串联结构和优化ITO等防反 射材料，在印刷银线和镀铜两种工艺上的效率分别为22%和22.5%）、RothRau （磁控溅射、全铝背电极、镀铜栅线、两次印刷、高的高宽比，转换效率可达到 22.8%）。 MeyerBurger）于2014年11月正式开启其在瑞士的异质结太阳电池中试线； 美国光伏安装商SolarCity在2014年9月宣布破土动工其位于纽约州的新1GWp 工厂，技术来源于其所收购的Silevo公司 （赛昂电力）的隧道异质结型太阳电 池；我国在“十二五”期间启动了基于中试水平的MW级薄膜硅/晶体硅异质结太 阳电池产业化关键技术的863项目，中科院电工所等承担相关研究工作。国内新 奥集团、嘉兴上澎已实现异质结电池量产，国内其他企业如山西晋能集团、协鑫 集成、天津中环、福建钧石等都在进行量产准备。 TCO 层的制备： 透明导电膜在太阳能电池上主要用作电池的透明电极,有些还可同时作为减 反射膜。不同透明导电膜的电学、光学以及结构等都不相同,亦对太阳能电池的 光电特性和输出特性(如电池的内外量子效率、短路电流、开路电压、填充因子 等)产生不同的影响。一般,在太阳能电池中对透明导电膜的要求是载流子浓度 高、带隙宽度大、光电特性好、化学性质稳定、较低的电阻率、机械强度高以及 优良的耐磨损性等。 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 电池中TCO 层的作用：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。高迁移率的TCO薄膜是获得高JSC 的关键。 不同衬底上沉