鉅大LARGE | 點擊量：846次 | 2021年12月20日
新技術(shù)可能使基于 p 型晶片的異質(zhì)結(jié)太陽能電池更接近批量生產(chǎn)
導讀：一個澳俄研究小組開發(fā)了一種基于p型摻鎵晶片的硅異質(zhì)結(jié)太陽能電池，其效率為22.6%，穩(wěn)定性更高?？茖W家們堅信，這些晶圓可能會在未來十年內(nèi)成為SHJ細分市場的主流解決方案。
來自澳大利亞新南威爾士大學(UNSW)和俄羅斯異質(zhì)結(jié)太陽能組件生產(chǎn)商HevelSolar的一組科學家開發(fā)了一種新型氫化工藝，據(jù)稱該工藝有可能提高p型異質(zhì)結(jié)(SHJ)的穩(wěn)定效率基于摻鎵硅片的太陽能電池。
太陽能行業(yè)通常適用的n型磷-摻雜切克勞斯基-生長的硅（CZ-Si）的生產(chǎn)SHJ細胞的晶片，這些保證沒有易感性硼氧光誘導降解（BOLID）是典型的p型摻硼晶片會隨著時間的推移嚴重影響SHJ電池的性能。N型晶圓確保了更高的穩(wěn)定性，但是，它們目前的生產(chǎn)成本比p型晶圓更昂貴，而后者是制造PERC電池的主流解決方案。這意味著使用p型晶圓可能會進一步降低異質(zhì)結(jié)技術(shù)的成本，因為晶圓成本仍占電池總成本的40%。
然而，為了與n型器件競爭，p型異質(zhì)結(jié)電池必須表現(xiàn)出改進的性能。我們在大規(guī)模生產(chǎn)中用于解決p型PERC太陽能電池中的LID和LeTID的先進氫化技術(shù)(AHT)可用于p型SHJ太陽能電池，以在使用摻硼p型Cz晶片時解決BOLID，研究合著者布雷特哈勒姆表示，盡管在這項工作中摻鎵和n型SHJ太陽能電池是穩(wěn)定的并且不需要提高穩(wěn)定性的工藝，但我們已經(jīng)證明這些相同的工藝可以提高摻鎵和n型SHJ的效率太陽能電池絕對值降低了0.4-0.7%。
研究小組解釋說，ShinEtsu的鎵摻雜專利(US6815605B1)的到期鼓勵太陽能行業(yè)采用p型摻鎵Cz-Si晶圓，并將其描述為SHJ細分市場的潛在主流解決方案。下一個十年。
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在Hevel運營的現(xiàn)有SHJ生產(chǎn)線上，使用新的先進氫化工藝(AHP)開發(fā)了兩種太陽能電池，使用分別摻雜硼(B)和鎵(Ga)的156.75x156.75mmp型晶片。第一批產(chǎn)品由中國制造商隆基提供，第二批由晶圓制造商中美硅(SAS)提供?？茖W家們還構(gòu)建了一個標準的n型SHJ器件作為參考。
所有晶片最初都用氫氧化鉀(KOH)鋸損傷蝕刻和KOH各向異性紋理處理。B摻雜的氫化非晶硅(a-Si:H)層沉積在晶片的背面，然后使用等離子體增強化學物質(zhì)在晶片的正面沉積本征和P摻雜的a-Si:H層氣相沉積(PECVD)。在最后一步中，通過物理氣相沉積在兩側(cè)沉積銦錫氧化錫(ITO)透明導電氧化物(TCO)層。
據(jù)科學家介紹，用B摻雜晶片構(gòu)建的電池表現(xiàn)出20.5%的效率和719.6mV的開路電壓，而Ga摻雜器件的效率為22.6%，填充因子為78.2%,730mV的開路電壓并且在光浸泡期間沒有退化。摻鎵SHJ太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率仍然低于n型參考電池，這主要是由于填充因子(FF)降低了，俄澳集團肯定地說。需要進一步的工作來克服這種FF限制，以促進高效的摻鎵SHJ太陽能電池。
我們已經(jīng)與許多n型SHJ太陽能電池制造商展示了這種多功能工藝，并且有可用的商業(yè)工具，這些工具已經(jīng)在工業(yè)n型SHJ太陽能電池的生產(chǎn)中實施，Hallam說，他指的是該過程直接適用于工業(yè)生產(chǎn)。我們可能需要做更多的工作來了解具有不同工具集和加工條件的不同SHJ太陽能電池制造商的確切要求。
仍然必須進行成本評估。成本與解決p型PERC電池中的LID/LeTID的方法以及為工業(yè)n型SHJ太陽能電池和TOPCon太陽能電池實施先進的氫化工具時的成本相同，新南威爾士大學的研究人員說。
據(jù)他介紹，p型SHJ太陽能電池的潛在問題可能是晶圓質(zhì)量。但對于任何用于SHJ太陽能電池制造的晶片，無論是p型還是n型，都是如此，他強調(diào)說，即使對于具有幾毫秒起始壽命的n型晶圓，我覺得我們真的應(yīng)該添加像吸氣這樣的預(yù)處理。
太陽能電池和相關(guān)的氫化過程在RRLSolar發(fā)表的論文《StabilityStudyofSiliconHeterojunctionSolarcellsfabricatedwithGallium-andBoron-dopedSiliconWafers》中介紹。
