HJT異質(zhì)結(jié)電池,即非晶硅薄膜異質(zhì)結(jié)電池,是由兩種不同的半導(dǎo)體材料構(gòu)成異質(zhì)結(jié)。
晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池HJT是在晶體硅上沉積非晶硅薄膜,它綜合了晶體硅電池與薄膜電池的優(yōu)勢(shì),具有轉(zhuǎn)換效率高工藝溫度低、穩(wěn)定性高衰減率低、雙面發(fā)電等優(yōu)點(diǎn)
異質(zhì)結(jié)太陽能電池工藝流程圖:
HJT異質(zhì)結(jié)電池工藝流程

??清洗制絨??

祛除硅片表面的雜質(zhì)和損傷層:
損傷層是在硅片切割過程中形成的表面(10微米左右)晶格畸變,具有較高的表面復(fù)合。
形成陷光絨面結(jié)構(gòu):
光線照射在硅片表面
通過多次折射
,達(dá)到
減少反射率
的目的。
絨面制作方法:
目前,晶體硅太陽電池的絨面一般的是通過化學(xué)腐蝕的方法制作完成,針對(duì)不同的硅片類型,有兩種不同的化學(xué)液體系:
單晶硅絨面制作:
Si+2NaOH+H2O →Na2SiO3 +2H2↑
此反應(yīng)為各向異性反應(yīng),也是形成金字塔絨面的原因。
多晶硅絨面制作:
3Si+4HNO3 →3SiO2+4NO+2H2O
SiO2+4HF→SiF4+2H2O
SiF4 +4HF→H2SiF6
此反應(yīng)為各向同性反應(yīng),形成蠕蟲狀絨面。

??薄膜沉積方法??

物理沉積:蒸發(fā)和濺射等
化學(xué)沉積:如CVD等
常用的a-si:H薄膜沉積方法:
PECVD(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)
HWCVD(熱絲化學(xué)氣相沉積)
上表面沉積p型a-si:H薄膜目的:制造太陽電池的PN結(jié),PN結(jié)是太陽電池的“心臟”。
下表面沉積n型a-si:H薄膜目的:形成背場(chǎng)。
下表面沉積本征a-si:H薄膜目的:對(duì)晶體硅表面進(jìn)行良好的鈍化作用。

??TCO薄膜的沉積??

TCO薄膜在HJT太陽電池中的作用:
盡可能多的光透過TCO,進(jìn)入發(fā)射極和基區(qū)。
因?yàn)門CO的折射率與SiN薄膜接近,可以同時(shí)用作減反射層。

電學(xué)方面滿足導(dǎo)電的要求。(TCO的光學(xué)性能和電學(xué)性能是相互依存的,不能單獨(dú)優(yōu)化其中之一,必須在兩者之間找到平衡點(diǎn)。HJT異質(zhì)結(jié)電池工藝流程

磁控濺射沉積工藝的優(yōu)點(diǎn):

 

1、膜厚均勻、易控制,通過改變功率來控制濺射速率,從而控制膜厚,而且可以大面積鍍膜。
2、鍍膜工藝穩(wěn)定,薄膜質(zhì)量的重復(fù)性好。
3、靶材壽命長(zhǎng),適合連續(xù)鍍膜生產(chǎn)。
4、濺射原子動(dòng)能大,薄膜與基片的附著力強(qiáng)。
5、可以在較低的襯底溫度下制備致密的薄膜。
磁控濺射沉積工藝的缺點(diǎn):
1、設(shè)備復(fù)雜、投資高。
2、影響因素復(fù)雜,要獲得高性能薄膜,必須首先制備出高質(zhì)量的靶材。
3、離子轟擊對(duì)薄膜的性能有損傷。

??絲網(wǎng)印刷電極??

電極就是與pn結(jié)兩端形成緊密歐姆接觸的導(dǎo)電材料。習(xí)慣上把制作在電池光照面上的電極稱為上電極。把制作在電池背面的電極稱為下極或背電極。制造電極的方法主要有真空蒸鍍、化學(xué)鍍鎳,鋁漿印刷燒結(jié)等。鋁(銀或混合)漿印刷是近幾年比較成熟和在商品化電池生產(chǎn)中大量被采用的工藝方法。
對(duì)于制作的上下電極材料一般要滿足下列要求:
(1) 能與硅形成牢固的接觸。
(2) 接觸電阻比較小,應(yīng)是一種歐姆接觸。
(3) 有優(yōu)良的導(dǎo)電性。
(4) 遮擋面積小,一般小于8%。
(5) 收集效率高。
(6) 可焊性強(qiáng)。
(7) 成本低廉。
(8) 污染比較小。
絲網(wǎng)印刷金屬柵線:上下電極以及細(xì)柵收集載流子。
背電場(chǎng):提高電子的收集率,提高短路電流和開路電壓。
燒結(jié)的目的、作用:
燃盡漿料的有機(jī)組分,使?jié){料和硅片形成良好的歐姆接觸,從而提高開路電壓和短路電流并使其具有牢固的附著力與良好的可焊性。
背面場(chǎng)經(jīng)燒結(jié)后形成的鋁硅合金,鋁在硅中是作為P型摻雜,它可以減少金屬與硅交接處的少子復(fù)合,從而提高開路電壓和短路電流,改善對(duì)紅外線的響應(yīng)。
上電級(jí)的銀、氮化硅、二氧化硅以及硅經(jīng)燒結(jié)后形成共晶,從而使電極與硅形成良好的歐姆接觸,從而提高開路電壓和短路電流。
絲網(wǎng)印刷原理:
絲網(wǎng)印刷由五大要素,即絲網(wǎng)、刮刀、漿料、工作臺(tái)以及基片。
基本原理:
利用絲網(wǎng)圖形部分網(wǎng)孔透漿料,非圖文部分網(wǎng)孔不透漿料的基本原理進(jìn)行印刷。印刷時(shí)在一端到入漿料,用刮刀在絲網(wǎng)的漿料部位施加一定壓力,同時(shí)朝絲網(wǎng)另一端移動(dòng)。油墨在移動(dòng)中被刮板從圖形部分的網(wǎng)孔中擠壓到基片上。

??邊緣隔離??

采用高速激光掃描系統(tǒng)在HIT太陽能電池邊緣區(qū)域,掃描刻劃出邊緣隔離槽狀結(jié)構(gòu),從而完成邊緣漏電隔離。

??測(cè)試??

通過I-V測(cè)試得出該太陽能電池片的ISC、VOC、FF,從而知道該太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率,由此來判斷其好壞。
來源:網(wǎng)絡(luò)、美能光伏、全球光伏
END

原文始發(fā)于微信公眾號(hào)(光伏產(chǎn)業(yè)通):HJT異質(zhì)結(jié)電池工藝流程

作者 li, meiyong

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