HIT电池产业化现状分析

来源:OFweek发布时间:2018-04-27 10:59:20

1、HIT电池结构和原理

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)。该类型太阳能电池最早由日本三洋公司于1990年成功开发,当时转换效率可达到14.5%(4mm2的电池),后来在三洋公司的不断改进下,三洋HIT电池的转换效率于2015年已达到25.6%。2015年三洋的HIT专利保护结束,技术壁垒消除,是我国大力发展和推广HIT技术的大好时机。

下图是HIT太阳能电池的基本构造,其特征是以光照射侧的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)夹住晶体硅片,在两侧的顶层形成透明的电极和集电极,构成具有对称结构的HIT太阳能电池。

图表:HIT太阳能电池结构示意图

深度|HIT电池产业化现状分析

资料来源:OFweek行业研究中心

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。

2、HIT电池工艺流程

HIT电池的一大优势在于工艺步骤相对简单,总共分为四个步骤:制绒清洗、非晶硅薄膜沉积、TCO制备、电极制备。

图表2:HIT太阳能电池工艺流程

深度|HIT电池产业化现状分析

资料来源:OFweek行业研究中心

制备的核心工艺是非晶硅薄膜的沉积,其对工艺清洁度要求极高,量产过程中可靠性和可重复性是一大挑战,目前通常用PECVD法制备。

HIT电池的制备工艺步骤简单,且工艺温度低,可避免高温工艺对硅片的损伤,并有效降低排放,但是工艺难度大,且产线与传统电池不兼容,设备资产投资较大。

3、HIT电池优势和特点

HIT电池具有发电量高、度电成本低的优势,具体特点如下:

(1)低温工艺

HIT电池结合了薄膜太阳能电池低温(<250℃)制造的优点,从而避免采用传统的高温(>900℃)扩散工艺来获得p-n结。这种技术不仅节约了能源,而且低温环境使得a_Si:H基薄膜掺杂、禁带宽度和厚度等可以较精确控制,工艺上也易于优化器件特性;低温沉积过程中,单品硅片弯曲变形小,因而其厚度可采用本底光吸收材料所要求的最低值(约80μm);同时低温过程消除了硅衬底在高温处理中的性能退化,从而允许采用“低品质”的晶体硅甚至多晶硅来作衬底。


高温环境下发电量高,在一天的中午时分,HIT电池的发电量比一般晶体硅太阳电池高出8-10%,双玻HIT组件的发电量高出20%以上,具有更高的用户附加值。

(2)双面电池

HIT是非常好的双面电池,正面和背面基本无颜色差异,且双面率(指电池背面效率与正面效率之比)可达到90%以上,最高可达96%,背面发电的优势明显。

(3)高效率

HIT电池独有的带本征薄层的异质结结构,在p-n结成结的同时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电池的实验室效率已达到23%,市售200W组件的电池效率达到19.5%。

(4)高稳定性

HIT电池的光照稳定性好,理论研究表明非品硅薄膜/晶态硅异质结中的非晶硅薄膜没有发现Staebler-Wronski效应,从而不会出现类似非晶硅太阳能电池转换效率因光照而衰退的现象;HIT电池的温度稳定性好,与单晶硅电池-0.5%/℃的温度系数相比,HIT电池的温度系数可达到-0.25%/℃,使得电池即使在光照升温情况下仍有好的输出。

(5)无光致衰减

困扰晶硅太阳能电池最重要的问题之一就是光致衰减,而HIT电池天然无衰减,甚至在光照下效率有一定程度的增加,上海微系统所在做HIT光致衰减实验时发现,光照后HIT电池转换效率增加了2.7%,在持续光照后同样没有出现衰减现象。日本CIC、瑞士EPFL、CSEM在APL上的联合发表也证实了HIT电池的光致增强特性。

(6)对称结构适于薄片化

HIT电池完美的对称结构和低温度工艺使其非常适于薄片化,上海微系统所经过大量实验发现,硅片厚度在100-180μm范围内,平均效率几乎不变,100μm厚度硅片已经实现了23%以上的转换效率,目前正在进行90μm硅片批量制备。电池薄片化不仅可以降低硅片成本,其应用也可以更加多样化。

(6)低成本

HIT电池的厚度薄,可以节省硅材料;低温工艺可以减少能量的消耗,并且允许采用廉价衬底;高效率使得在相同输出功率的条件下可以减少电池的面积,从而有效降低了电池的成本。

4、HIT电池产业化现状

OFweek产业研究院数据显示,在大规模量产方面,首屈一指的当然是日本三洋,现有产能1GW,量产效率达23%。除此之外,具有较成熟HIT技术的还有Keneka、Sunpreme、Solarcity、福建均石、晋能、新奥、汉能等企业。

图表:国内外HIT太阳能电池产业化情况(单位:%,MW)

深度|HIT电池产业化现状分析

资料来源:OFweek行业研究中心

目前HIT产品的量产难点主要包括以下几方面:

(1)高质量硅片:相较常规N型产品,HIT电池对硅片质量有更高的要求,需要谨慎选择硅片供应商。

(2)制绒后硅片表面洁净度的控制:HIT电池对硅片表面洁净度要求非常高,需要平衡硅片清洗洁净程度和相关化学品以及水的消耗。

(3)各工序Q-time控制:HIT电池在完成非晶硅镀膜之前,对硅片暴露在空气中的时间以及环境要求比较严苛,需要注意各工序Q-time的控制。

(4)生产连续性对于TCO镀膜设备的影响:TCO镀膜必须保证连续投料,否则良率和设备状况都会受到影响,尤其在产线刚投产时,保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电池制备过程中,浆料粘度大导致的虚印断栅现象较多,需要数倍于常规产线的关注。

(6)焊带拉力的稳定性:拉力稳定的窗口窄,双玻双面发电的组件结构进一步增加了电池串联的难度。

此外,影响HIT产业化的重要因素之一即成本问题,据杨立友博士介绍,HIT电池BOM成本前四项为硅片、导电银浆、靶材、制绒添加剂。针对这几个高成本部分,可进行专项降本,包括降低原材料的消耗量、关键设备的国产化、关键原材料的国产化、新技术的导入等。

5、HIT电池市场前景展望

降本增效始终是光伏行业永恒的主题,随着行业不断的技术进步和政策推动,大众的目光逐渐转移至度电成本上,高效电池因此备受瞩目。继PERC电池成为行业热点后,HIT电池技术初有突破,性价比优势开始显现,未来将是P型PERC电池与N型HIT电池争霸光伏产业的时代。

责任编辑:suna
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
硅片&电池:上下游僵持博弈 价格暂稳运行来源:中国有色金属工业协会硅业分会 发布时间:2026-10-30 09:26:06

本文分析了当前光伏产业链中硅片与电池片市场的运行态势。数据显示,本周各主流型号硅片及电池片价格均持稳,组件价格亦维持在0.69–0.71元/W区间。市场呈现上下游僵持博弈格局:需求端终端偏弱,下游以消化库存和刚需小批量采购为主;供应端受硅料价格坚挺支撑,硅片厂商挺价意愿较强。行业整体开工率保持稳定,一线企业约45%–46%,一体化企业为50%–60%。电池片虽仍供过于求,但受益于海外需求及国内装机推进,供需略有改善。后市预计硅片因高库存与供需错配,大概率震荡下行;电池片则分化明显:M10弱势维稳,G12受年底抢装拉动或小幅上行,G12R因海外备货窗口关闭而趋于走弱。(199字)

通威受邀出席2026钙钛矿与太空光伏技术、设备和材料论坛,分享全尺寸钙钛矿-晶硅叠层电池规模化制备与产业化进展来源:通威股份 发布时间:2026-10-30 09:18:45

通威张一峰博士在常州钙钛矿论坛披露叠层电池产业化突破:210半片电池效率达33.09%,组件功率807.9W;5MW全自动试验线贯通,材料成本降60%;独创气相+溶液两步法实现膜厚不均匀性<1%;2027年将建AI高通量实验平台,加速千兆瓦级量产落地。

TNO携手东洋制罐推进钙钛矿产业化,计划在荷兰建厂来源:TaiyangNews 发布时间:2026-10-29 08:55:45

荷兰研究机构TNO、其衍生公司Perovion Technologies与日本东洋制罐集团控股公司达成合作,共同推进柔性钙钛矿太阳能电池的产业化。三方签署意向声明,制定涵盖技术开发、材料研发、卷对卷(R2R)制造工艺及组件集成的联合路线图。Perovion将依托TNO的技术基础,主导商业化转化,并计划于2030年在荷兰建设首座钙钛矿光伏薄膜R2R量产工厂;东洋制罐则提供MiraNeo平台下的先进封装材料与组件集成能力;TNO持续负责技术研发与规模化支持。该技术以轻质、柔性、可弯曲为特点,适用于传统晶硅组件难以部署的场景,如轻型屋顶、建筑立面、车辆及历史建筑等。合作旨在突破钙钛矿电池在长期稳定性与环境耐久性方面的产业化瓶颈,加速其迈向大规模生产和全球市场应用。(198字)

京东方光能申请太阳能电池组件及其制作方法专利,实现电极引线与太阳能电池电极的连接来源:金融界 发布时间:2026-10-29 08:53:46

本文介绍了合肥京东方光能科技有限公司与京东方科技集团股份有限公司联合申请的一项太阳能电池组件及其制作方法专利(公开号CN122995404A,申请于2025年4月)。该专利核心在于提出一种新型连接结构:通过第一、第二电极引线分别连接首尾两个太阳能电池的对应电极(即首电池的第一电极与末电池的第二电极),引线材料可选金属氧化物导电薄膜、金属导电薄膜,或二者叠层结构,旨在提升电极引线与电池电极间的可靠连接性能。文中还简要说明了两家申请主体的基本情况——合肥京东方光能为2024年成立的光伏领域新公司,注册资本近6亿元;京东方集团则是深耕电子制造多年的龙头企业,拥有超六万项专利。

RENA与Growel拟在印度生产光伏电池设备,2027年启动运营来源:TaiyangNews 发布时间:2026-10-29 08:52:26

德国RENA Technologies公司与印度Grauer & Weil(Growel)公司签署谅解备忘录,拟在印度合资设立企业,专注于太阳能电池湿法化学处理设备的本地化研发、制造、组装、销售及售后服务,预计2027年初投入运营。该合作旨在降低印度对德、中进口光伏湿法设备的依赖,提升本土制造能力与响应效率。RENA提供核心专有技术,Growel则贡献其在印度工业表面处理领域的市场经验与渠道资源。湿法工艺是TOPCon、HJT及背接触等先进电池生产的关键前置环节,涉及硅片清洗、损伤层去除及减反射绒面制备。随着RENA近期斩获印度多家企业大额订单(如CELLORAA 1.2GW、EMMVEE 6GW TOPCon设备),并助力后者实现25.4%电池效率,该合资项目有望进一步强化印度光伏制造商的技术水平与产业竞争力。(199字)

理光将在日本宫城县建钙钛矿太阳能电池生产基地,2030年形成数百兆瓦年产能来源:索比光伏网 发布时间:2026-10-28 09:08:27

理光公司宣布将于日本宫城县的理光工业东北基地建设钙钛矿太阳能电池生产基地,该项目已入选日本GX(绿色转型)供应链发展支持项目。基地将采用理光自主研发的喷墨印刷技术制造钙钛矿太阳能电池,通过喷墨涂布方式完成各功能层沉积,避免传统工艺中的真空镀膜和激光刻蚀等复杂环节,从而简化生产流程、提高材料利用率并降低量产成本。根据规划,该基地目标在2030年前实现数百兆瓦的年产能,并在此基础上持续扩产,逐步迈向吉瓦级规模。此举标志着理光正式布局下一代光伏技术产业化,聚焦高效、低成本的钙钛矿电池本地化制造。

上智大学等开发出无铅钙钛矿太阳能电池新技术,同时提高耐久性与转换效率来源:日本经济新闻 发布时间:2026-10-27 10:52:11

上智大学等研究团队开发出一种新型无铅钙钛矿太阳能电池技术,以锡替代有毒的铅作为核心元素,旨在兼顾环境安全性与器件性能。针对锡易氧化导致结构退化、进而影响效率与稳定性的关键难题,团队设计了 Ruddlesden–Popper 型层状结构:由锡-碘无机导电层与有机分子层交替堆叠构成,并引入2-氨基苯并噻唑作为分子钝化添加剂。该结构既通过有机层阻隔水氧提升耐久性,又借助添加剂抑制锡氧化、降低界面电阻,使电池在100天后仍保持约85%的初始效率。尽管当前转换效率尚低于含铅同类器件,但该成果为安全、稳定、可实用化的钙钛矿光伏技术提供了新路径,后续工作将聚焦于效率提升与大面积制备。(199字)

TÜV莱茵权威认证!昱能科技APstorage 261L获得欧盟新电池法规证书来源:昱能科技 发布时间:2026-10-27 10:50:16

昱能科技APstorage 261L储能一体柜获TÜV莱茵欧盟新电池法规(EU 2023/1542)符合性证书,成为全球首批通过该全生命周期合规认证的工商业储能产品。产品搭载液冷散热、四级防火及UL 9540A热失控防护,单柜261.24kWh,支持5MWh灵活拓展,加速进军欧洲高端市场。

意大利1-9月新增光伏4.83GW、储能1.953GWh来源:TaiyangNews 发布时间:2026-10-27 09:28:28

2026年前三季度,意大利新增光伏装机4.83GW,累计达48.35GW,其中地面电站(46%)、工商业(35%)和户用(19%)共同推动增长,西西里、伦巴第和皮埃蒙特为新增装机最多的地区。同期新增电池储能1953MWh,累计达19983MWh,超六成(12552MWh)与光伏配套部署。第三季度地面电站新增858MW,显著高于2025年同期;工商业与户用光伏亦实现同比增长。行业组织Italia Solare指出,光伏正助力企业对冲能源价格风险、家庭降低电费,并强调储能对可再生能源消纳的关键作用,呼吁修订监管规则以认可储能灵活性价值、取消并网限制。此外,业界联合倡议将可再生能源社区(REC)激励政策截止期延至2030年底或达成5GW目标之时,同时简化审批流程、扩大中小企业参与。

喜报!中建材浚鑫荣获2026年度中国质协质量技术奖来源:中建材浚鑫 发布时间:2026-10-23 09:59:23

中建材浚鑫“高效异质结太阳能电池工艺及体系应用”项目获2026年中国质协质量技术奖三等奖。突破80μm超薄电池量产难题,创新多层缓冲界面技术,显著提升一致性、稳定性与长期服役性能,彰显光伏制造工艺与质量管理体系双突破。

HoloSolis 5GW 光伏电池组件工厂入选欧盟创新基金项目来源:TaiyangNews 发布时间:2026-10-23 09:07:10

欧盟委员会宣布,从欧洲经济区23国遴选77个净零技术项目,通过创新基金提供总计34亿欧元资助。其中,HoloSolis公司拟在法国昂巴克建设的5GW TOPCon光伏电池与组件一体化工厂(项目名SOLAR4EU)成功入选,将获资金支持。该工厂采用高度自动化产线,生产n型TOPCon组件,预计创造超2000个就业岗位,旨在强化欧洲本土光伏价值链、减少对外依赖。HoloSolis由IDEC集团、TSE及EIT InnoEnergy联合支持,并已获天合光能TOPCon专利授权。本轮还涵盖其他清洁制造项目,如比利时ReGAIN的III-V族多结太阳电池箔片中试线、希腊TALOS海岛混合可再生能源储能项目、西班牙PowerCo及波兰LG新能源的电动汽车电池工厂等。截至目前,创新基金累计支持约320个项目,承诺赠款近170亿欧元。