太阳能光伏技术革命再掀整并潮

　　N型太阳能电池技术有哪些？

　　N型硅太阳能电池有很多种类，除了可以把发射结坐在正面、背面和双面外，还可以做成SE、EWT、PERL、MWT和HIT等结构。早期的N型硅太阳能电池归纳起来，有如下几大种类。

　　1、PCC太阳能电池

　　点接触电池，英文名Point-contact cell。最早由美国SunPower公司着手研发。SunPower公司利用点接触（PCC）及丝网印刷技术，于2003年研制出背面点接触太阳电池代号A-300，效率为20%。通过进一步改进，效率达到了21.5%。

　　A-300电池采用n型硅材料作为衬底，载流子寿命在lms以上。正表面没有任何电极遮挡，并通过金字塔结构及减反射膜来提高电池的陷光效应。电池前后表面利用热氧钝化技术生成一层Si02钝化层，降低了表面复合并增加了长波响应，从而使开路电压得以提高。在前表面的钝化层下又进行了浅磷扩散以形成n+前表面场，提高短波响应。背面电极与硅片之间通过Si02钝化层中的接触孔实现了点接触，减少了金属电极与硅片的接触面积，进一步降低了载流子在电极表面的复合速率，提高了开路电压。较为出色的陷光、钝化效果，以及采用了可批量生产的丝印技术，使A-300成为新一代高效背接触硅太阳电池的典型代表。

　　2.HIT异质结高效N型硅太阳能电池

　　所谓HIT结构就是在P型氢化非晶硅和n型氢化非晶硅与n型硅衬底之间增加一层非掺杂（本征）氢化非晶硅薄膜，以此改变PN结的性能。日本三洋公司最早在HIT电池技术上取得突破。

　　2000年日本三洋公司研制出10平方厘米的HIT结构异质结太阳能电池。转换效率达到20.7% ，开路电压达到719mV ，并且全部工艺可以在200℃以下实现。双面结构的HIT电池由于能接收到来自地面的反射光，不论地面是否光滑，它都能发出比单面电池至少多8.1%的电能。三洋公司大规模工业化生产也获得18.5%的效率。三洋公司在HIT太阳能电池的基础上，还推出了正反对称形的HIT双功率太阳能电池组件，这种组件能够利用正反两面的光照。和单侧光照射的构造相比，年平均增加6%-10%的输出。

　　3、发射结钝化一全背场扩散（PERT）N型硅太阳能电池

　　最早由赵建华设计的一种N型硅太阳电池。面积为22cm2的N型FZ单晶硅太阳电池效率达21.5％，PERT电池采用电阻率为0.9Ω·cm的FZ单晶硅片，正表面KOH腐蚀倒金字塔结构，浅磷扩散形成前表面场（FSF），背面浅硼扩散形成发射结，再在两面生长高质量的SiO2钝化层，通过光刻工艺在前电极下实现重磷扩散，背电极的点接触处实现重硼扩散。前电极采用电镀工艺镀银背电极热蒸发铝形成点接触结构，最后前面沉积ZnS／MgF，双层减反射薄。2006年赵建华等申请了带有正面钝化N型扩散层的N型硅太阳电池专利，并加入“国家863项目”能源领域光伏行业重大课题。如今已获得重大突破。

　　4、N+NP太阳电池

　　2006年，J.Schmidt、A.G.Aberle等人利用几乎和现代工业化生产P型硅太阳电池完全相同的方法制备出N NP太阳电池ll ，实验室效率为19％（4cm前电极为蒸铝电极），产业化效率为17％（100cm2前电极为丝网印刷银电极），在N型基片上正面扩散磷形成N+层，背面发射结由丝网印刷铝浆烧结而成。值得指出的是这种结构的电池发射结在背面，少数载流子的扩散长度至少要大于基片厚度，因此对少子寿命要求很高。

　　5、背接触背结（BC-BJ）太阳电池

　　2008年德国Fraunhofer实验室的F.Granek，M.Hermle等人提出背接触背结太阳电池结构，在lΩ·cm N型FZ硅片上得到了21.3％ 效率”。该电池结构采用160gmN型硅片，首先正面制备金字塔结构，然后扩散磷形成N+前表面场（FSF），最后用SiO2钝化表面再镀SiNx减射膜，背面通过扩散阻挡层实现硼和磷的扩散，形成P 发射结和N+背表面场。电极都在背面，采用丝网印刷然后电镀的工艺完成。

　　6、PERL太阳电池

　　J.Benick、B.Hoex等人采用PERL结构，基片采用1Ω·cmN型FZ硅片，表面制备倒金字塔陷光结构，正面扩散硼形成P发射结，然后在其上用Al3O3作为钝化层，上面沉积SiNx减反射膜。背面采用SiO2钝化层，再在背电极下面重扩散磷形成N+背表面场，取得了23.4％的N型硅最高转换效率。

　　7、双面N型硅太阳电池

　　双面N型硅太阳电池是Gamma Solar公司研发的一种新型结构。在N型CZ单晶硅基底上，正面扩散硼形成P+发射结，背面扩散磷形成N+背表面场。详细的工艺目前还无法知晓。该公司称在180μm厚、156mm X 156mm的N型硅片上两面效率均达到了17％，并计划在2009年9月正式投产。

　　事实上，在经过数年的技术积累与沉淀之后，上述技术有数种经过验证后已经被淘汰。而真正有用的技术则在进一步研究之后获得认可。N型太阳能电池技术现在已经有陆续的量产产品推出，一下下地重击着相关企业的心脏。如果说，在早几年前N型太阳能电池还只是国外某些企业的高科技“玩具”的话，一旦国内光伏企业也开始真正实现量产，“白菜价”的国产N型硅太阳能电池对于市场的冲击远不是验证性产品的新鲜感可以比拟。

　　主流晶体硅电池的危机当然不仅于此。2013年12月19日，西安隆基、河北晶龙、卡姆丹克、天津中环、阳光能源五家公司联合对外发布了带有其共同理念的新产品单晶M1&M2。保利协鑫不甘落后，12月22日，保利协鑫能源控股有限公司面对众多客户和合作伙伴发布了其第二代类单晶硅片产品“鑫单晶G2”，并于1月进入商业化量产。高效硅片之争尚未落下帷幕，紧接着，新年过后，手里有货的大公司也不再藏着掖着了，纷纷发布其新技术产品。

　　那么，现在究竟有多少新晋太阳能电池产品？