“HIT电池产业化现状拆析”

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1、hit电池的结构和原理

hit是heterojunctionwithintrinsicthin-layer的缩写，是指与真性薄膜的异质结。 由于hit已被三洋企业申请为注册商标，因此也被称为hjt或SHJ ( Silicon Hetero Junction Solarcell )。 这种类型的太阳能电池是日本三洋企业于1990年开发成功的，当时的转换效率可以达到14.5%(4mm2的电池)。 此后，在三洋企业持续改善的情况下，三洋hit电池的转换效率达到了全年25.6%。 年三洋的hit专利保护结束，技术壁垒的消除，是我国迅速发展和宣传hit技术的绝佳机会。

下图是hit太阳能电池的基本结构，由光照射侧的p-i型a-si:h膜(膜厚5-l0nm )和背面侧的i-n型a-si:h膜)膜厚5-l0nm )夹着结晶硅片，在两侧的最上层形成透明的电极和集电极，具有对称结构

图表: hit太阳能电池的结构示意图

资料来源: ofweek领域研究中心

在电池表面，由于能带弯曲，阻碍电子向正面移动，空孔由于本征层薄，可以隧道通过高掺杂的p+型非晶硅，构成空孔传输层。 同样，在背面，空孔向背面的移动受到带弯曲的阻碍，但电子可以隧道通过高掺杂的n+型非晶硅，构成电子传输层。 通过在电池正反两面堆积选择输送层，光载流子只在吸收材料中富集，从电池的一个表面流出，实现两者的分离。

2、hit电池工艺流程

hit电池的一大特点是工艺步骤比较简单，总的来说可以分为羊绒洗涤、非晶硅薄膜沉积、tco制备、电极制备4个步骤。

图表2:hit太阳能电池工艺流程

资料来源: ofweek领域研究中心

制造的核心工艺是非晶硅薄膜的沉积，对其工艺的清洁度要求极高，批量生产过程中的可靠性和重现性是一大挑战，目前普遍采用pecvd法制造。

由于hit电池的制造工艺简单，且工艺温度低，高温工艺不会损伤硅片，能比较有效地降低排放量，但工艺难度大，生产线与以前流传的电池不兼容，设备资产投资大。

3、hit电池的特征和优点

hit电池具有发电量高、电费低的特点，具体优点如下。

(1)低温工艺

hit电池组合了薄膜太阳能电池低温( 250℃)制造的优点，为由来已久的高温) ) 900℃扩散工艺，防止得到p-n结。 该技术不仅节约了能源，而且通过低温环境，可以比较准确地控制a_si:h类薄膜的掺杂、禁带宽度和厚度等，在工艺上也容易优化器件的特点； 低温沉积中，由于单件硅晶片的弯曲变形小，其厚度为背景光吸收材料所要求的最低值(约80 ) mu； m； 另外，通过低温工艺，消除了高温解决中的硅基板的性能劣化，可以使用低质量的结晶硅，甚至多晶硅作为基板。

高温环境下发电量高，一天中午左右，hit电池发电量比普通晶体硅太阳能电池高8-10%，双玻璃hit模块发电量高20%以上，具有更高的客户附加值。

2 )双面电池

hit是一种非常优秀的双面电池，表面和背面几乎没有颜色差异，双面率(指电池的背面效率和表面效率之比) )可达90%以上，最大可达96%，背面发电特点明显。

)3)高效率

hit电池独有的具有固有薄层的异质结构，用p-n接合，完成了单晶硅的表面钝化，大大降低了表面、界面漏电流，提高了电池效率。 目前，hit电池的实验室效率达到23%，市售200w模块的电池效率达到19.5%。

4 )高稳定性

hit电池光照稳定性好，理论研究表明，非晶硅薄膜/晶体硅异质结中的非晶硅薄膜看不到staebler-wronski效应，不会出现光照导致的非晶硅太阳能电池转换效率下降的现象 hit电池的温度稳定性很好，与单晶硅电池的-0.5%/℃的温度系数相比，hit电池的温度系数可以达到-0.25%/℃，即使光照升温也能得到良好的输出。

)没有光衰减

困扰晶体硅太阳能电池的最重要的问题之一是光衰减，但hit电池自然没有衰减，即使在光照射下效率也有一定程度的增加。 在上海微系统进行hit光衰减实验时，光照射后hit电池的转换效率增加了2.7%，连续光照射后也没有出现衰减现象。 日本的cic、瑞士的epfl、csem在apl上的联合发表也证实了hit电池光增强的特点。

)对称结构适合薄片化

hit电池完美的对称结构和低温工艺非常适合薄片化，上海微系统经过大量实验，硅片厚度为100-180&mu； 在m的范围内，平均效率几乎没有变化，为100&mu； m厚硅片已经实现了23%以上的转换效率，目前为90&mu； m硅芯片的量产。 电池片化不仅可以降低硅片的价格，其应用也可以更加多样化。

)6)低价的钱

hit电池厚度薄，可以节约硅材料； 低温工艺可以减少能量的消耗，同时使用廉价的基板； 通过高效化，可以在相同的输出条件下减少电池的面积，从而可以比较有效地降低电池的价格。

4、hit电池产业化的现状

根据ofweek产业研究院的数据，在大规模量产中，首位当然是日本三洋，目前的产能为1gw，量产效率达到23%。 除此之外，拥有比较成熟的hit技术的还有keneka、sunpreme、solarcity、福建均石、晋能、新奥、汉能等公司。

图表:国内外的hit太阳能电池产业化状况(单位: %，mw ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) )。

资料来源: ofweek领域研究中心

目前，hit产品批量生产的难点主要有以下几点。

1 )高质量硅片)与普通的n型产品相比，hit电池对硅片的质量要求更高，因此需要慎重选择硅片供应商。

2 )羊绒后硅片表面清洁度的控制) hit电池对硅片表面清洁度的要求非常高，需要平衡硅片清洗的清洁度和相关化学品及水的消耗。

3 )各工序的q-time控制) hit电池在非晶硅涂层完成之前，对暴露在空气体中的时间和环境要求很严格，因此要注意各工序的q-time的控制。

(4)生产连续性对tco电镀设备的影响) tco电镀必须保证连续投入。 否则成品率和设备状况会受到影响。 特别是生产线刚投产时，维持生产连续性是一大挑战。

5 )高粘度浆料的连续印刷稳定性)在hit电池的制造过程中，由于浆料粘度大而导致的虚印断栏现象很多，需要关注的是常规生产线的数倍。

(6)焊接带拉伸力的稳定性)拉伸力稳定的窗窄，双层玻璃双面发电的模块结构进一步提高了电池串联的难度。

另外，影响hit产业化的重要因素之一——价格问题，杨立友博士表示，hit电池bom价格前四位分别是硅片、导电银胶、靶材、羊绒添加剂。 这几个高价部分相比，可以降低原材料消耗、关键设备国产化、关键原材料国产化、新工艺引进等，降低特殊成本。

5、对hit电池市场的展望

降低这个插件始终是光伏领域永恒的主题，随着领域技术进步和政策的推进，大众的目光逐渐转向度电价格，高效电池就此备受关注。 perc电池成为领域热点后，hit电池技术首次突破，开始出现性价比特征，未来将是perc电池和NHIT电池称霸光伏产业的时代。

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