当前位置:首页 > 光伏资讯 > 能源互联网/电改 > 正文

TOPCon、HJT之后:谁将接力下一代光伏电池技术?

来源:中信建投发布时间:2022-02-11 08:22:37

PERC之后是HJT或者TOPCon,HJT或者TOPCon之后又是什么?

1、 IBC 电池

正面无栅线遮挡拥有更高电流,工艺相对复杂实现难度较高

IBC 电池(Interdigitated back contact,指交叉背接触电池)指 P-N 结与正负金属电极接触区都位于电池背光 面并呈叉指状方式排列的一种太阳电池结构。

1985 年,Swanson教授创立了 SunPower 研发 IBC 电池;

2004 年, SunPower 菲律宾工厂规模量产第一代 IBC 电池;

2019 年黄河水电公司建立国内首条 IBC 电池量产线,转换效 率 23.7%。

IBC 电池可以实现正面完全无栅线遮挡,从而消除金属电极的遮光电流损失,实现入射光子的最大 利用,相较于常规电池可以获得更高的电流。

IBC 电池结构:电池前表面形成 n+ FSF(n+前场区),利用场致钝化效应降低表面少子浓度,从而降低表 面复合速率,同时降低串联电阻,提升电子传输能力。电池背表面为叉指状排列的 p+ emitter(p+发射极)和 n+BSF(n+背场区)。

其中,前者与 N 型硅基底形成 P-N 结,有效分离载流子,是电池的核心结构;n+BSF 主 要是与n型硅基底形成高低结,诱导形成P-N结,进一步增强载流子的分离能力。此外,前后表面均采用SiO2/SiNx 叠层膜进行钝化。正面无金属接触,背表面的正负电极接触区域也呈叉指状排列。

TBC 电池

通过对传统 IBC 电池的背表面进行优化设计,增加钝化接触结构。即用 p+和 n+的 POLY-Si 作 为 Emitter 和 BSF,并在 POLY-Si 与掺杂层之间沉积一层隧穿氧化层 SiO2。这样的背表面钝化可以有效降低复 合,实现更好的接触,进而提高电池转化效率。

HBC 电池:2014 年,松下在 HJT 电池基础上,结合 IBC 电池结构,开发了 HBC 电池,转换效率 25.6%。 2017 年,Kaneka 刷新 HBC 电池转换效率世界纪录至 26.63%。

HBC 电池背面的 Emitter 和 BSF 区域为 p+非晶 硅和 n+非晶硅层,在异质结接触区域插入一层本征非晶硅钝化层。HBC 电池具有高质量的钝化效果和低的温度 系数,并同时具备大短路电流和高开路电压的双重优势。

核心工艺:制备背表面叉指状 P+与 N+区以及背面金属化是关键

对于 IBC 电池而言,背表面的叉指状 P+与 N+区结 构是影响电池性能的关键。一般而言,IBC 背面可采用印刷源浆、光刻、离子注入、激光掺杂等方式制备叉指 状 P+区与 N+区。同时,就背面金属化方面,IBC 电池主要采用丝网印刷、铜蒸镀两种方式。

①印刷源浆方式具有成本优势,但是容易造成电池表面缺陷,掺杂效果较难控制。②光刻的优点包括复合 低、掺杂类型可控等,但是工艺难度较大。③离子注入方式优点主要为控制精度高、扩散均匀性良好,但是容 易造成晶格损伤。④激光掺杂工艺相对简单,常温下可制备,但是需要精确对位。

钙钛矿电池

成本优势具备广阔商业前景,道阻且长行则将至

钙钛矿型太阳能电池(perovskite solar cells),即利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太 阳能电池,来源于染料敏化太阳电池,优点主要体现为光吸收系数高、载流子扩散长度长、带隙可调等。

2009 年,日本科学家 Miyasaka 最早应用钙钛矿材料制备染料敏化单结太阳能电池,但当时转换效率仅为 3.8%。

经 过多年发展,2020 年 12 月,英国牛津的 Oxford PV 公司将硅/钙钛矿叠层太阳能电池转换效率刷新至 29.52%;

2021 年,亥姆霍兹中心(HZB)科学家制备的钙钛矿/Si 叠层太阳能电池转换效率进一步提升至 29.80%。

钙钛矿晶硅叠层电池由一层硅与一层合成钙钛矿薄膜层串联而成,电池转换效率接近 30%。除转换效率优 势外,其成本低廉、材料供给充足,具备广阔的商业前景。制约因素方面,①目前的合成钙钛矿一般是有机— 无机金属卤化物钙钛矿,高效钙钛矿电池由于含铅从而带来环境问题;②钙钛矿电池在大面积衬底下难以控制 薄膜均匀性,效率与稳定性会有所下降。

钙钛矿晶硅叠层电池应用前景值得期待,但产业化尚需时日。钙钛矿电池在过去十多年间取得了飞速的发 展。国内方面,2021 年以来钙钛矿晶硅叠层电池研发团队获得资本青睐:

2021 年 1 月,纤纳光电完成 C 轮融资 3.6 亿元,由三峡资本领投,京能集团、衢州金控、三峡招银等资方 跟投。主要用于钙钛矿光伏百兆瓦级产线扩建、叠层产品升级、应用产品研发与生产等。

2021 年 3 月,协鑫光电完成新一轮过亿融资,凯辉能源基金领投。

2021 年 8 月,曜能科技完成数千万 A 轮融资,高瓴资本领投。

2021 年 10 月,极电光能完成 Pre-A 轮融资,由碧桂园创投、九智资本联合领投,建银国际、云林基金跟投, 募集资金 2.2 亿元,主要用于新技术研发和试制线建设。

但从产业化角度来看,钙钛矿晶硅叠层电池还有很长的路要走,可谓道阻且长,行则将至。

原标题:TOPCon、HJT之后:谁将接力下一代光伏电池技术?

责任编辑:周末

特别声明:
凡本网注明来源: "索比光伏网或索比咨询"的所有作品,均为本网站www.solarbe.com合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。

经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明来源: "索比光伏网或索比咨询"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
推荐新闻
协鑫受邀出席国际金融论坛全球年会,荣获“IFF全球绿色金融奖”

协鑫受邀出席国际金融论坛全球年会,荣获“IFF全球绿色金融奖”

11月22-23日,国际金融论坛(IFF)第21届全球年会在香港召开。联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯、世界贸易组织WTO总干事恩戈齐·奥孔乔·伊韦阿拉等发表致辞。协鑫集团受邀出席会议,荣获第五届“IFF全球绿色金融奖”,并与来自世界各地的政治与金融领袖、经济与法律领域的顶尖专家、国际事务的权威人士,以及金融机构和行业领军企业的代表将汇聚一堂,共同探讨全球经济金融的新趋势和挑战。

协鑫集团钙钛矿
2024-11-24
协鑫光电在国际顶级期刊Angew发表突破性成果

协鑫光电在国际顶级期刊Angew发表突破性成果

近日,协鑫光电刘秋菊博士团队在国际顶级期刊Angew. Chem. Int. Ed.上发表一项重磅研究成果,通过优化钝化层,显著提升了钙钛矿太阳能电池的转化率和稳定性,标志着协鑫光电在钙钛矿技术核心三维度── “高-大-稳”上又进一步。

协鑫光电钙钛矿
2024-11-21
湖北鄂州:助力钙钛矿太阳能等相关产品和技术推广上市

湖北鄂州:助力钙钛矿太阳能等相关产品和技术推广上市

11月7日,湖北鄂州发布加快培育新质生产力推动产业高质量发展实施方案(鄂州政办发〔2024〕24号)。方案提到,谋划未来产业前瞻布局。围绕未来制造、未来信息、未来材料、未来健康、未来能源、未来空间六大领域,发挥花湖国际机场和武汉新城建设优势,吸引“AI+生物医药”、虚拟现实、新型储能、数字制造、低空利用等领域项目落户。融入省八大重点工程,统筹推进人形机器人、6G、量子信息、合成生物、生物育种、人工智能等方面研发攻关,重点推进精密测量、人工骨修复材料、第四代半导体材料、基因与细胞治疗、信号蛋白基因合成等领域

钙钛矿AI新型储能
2024-11-14
全球首条协鑫钙钛矿GW级生产项目封顶

全球首条协鑫钙钛矿GW级生产项目封顶

近日,全球首条协鑫钙钛矿GW级生产项目顺利完成封顶。

协鑫钙钛矿
2024-11-13
N/P型掺杂区隔离对IBC电池的影响

N/P型掺杂区隔离对IBC电池的影响

几种可用于IBC太阳能电池的设计和工艺选择:1、IBC的优化和模拟太阳能电池通常需要更多的细节;2、实际的电池性能可能会出现意外;3、n型和p型硅掺杂之间的隔离区4、需要考虑额外的横向和纵向连接;5、无间隙太阳能电池提供了显著的简化;6、工艺细节非常重要。

IBC太阳能电池
2023-10-19
推进N型IBC电池产业化,普乐科技与英诺激光签署战略合作协议

推进N型IBC电池产业化,普乐科技与英诺激光签署战略合作协议

近日,普乐科技(POPSOLAR)和英诺激光(INNO LASER)在常州正式签订战略合作协议。双方将在N型IBC电池激光器应用领域进行全面合作,共同推进N型IBC电池产业化进程,助力光伏产业高速发展。

普乐科技英诺激光IBC电池
2023-03-02
黄河水电西宁太阳能公司IBC电池量产平均效率突破23.6%

黄河水电西宁太阳能公司IBC电池量产平均效率突破23.6%

在实现国内首家IBC电池和组件产业化量产目标后,公司IBC产品不仅迎来了海外市场的认可,而且经过短短两个月时间,再一次迎来技术革新,量产电池平均转换效率从23.2%提升至23.6%,向24%的目标迈向一大步。该生产线采

IBC电池组件转换效率
2020-06-02
黄河水电西宁太阳能公司IBC电池量产平均效率突破23.6%。

黄河水电西宁太阳能公司IBC电池量产平均效率突破23.6%。

5月31日黄河水电西宁太阳能电力公司IBC电池量产平均效率突破23.6%。在实现国内首家IBC电池和组件产业化量产目标后,公司IBC产品不仅迎来了海外市场的认可,而且经过短短两个月时间,再一次迎来技术革新,量产电池平

黄河水电IBC电池效率
2020-06-02
能效引领 向阳启航丨黄河公司TBC新品引燃Intersolar Europe全球盛会

能效引领 向阳启航丨黄河公司TBC新品引燃Intersolar Europe全球盛会

当地时间6月19日至21日,2024年德国慕尼黑国际太阳能光伏展(Intersolar Europe 2024)在德国慕尼黑隆重举办。Intersolar Europe是海外迄今为止规模最大、影响最深的太阳能专业展览交易会,聚集了全球众多致力于推进可

黄河公司TBC电池慕尼黑国际光伏展
2024-06-19
返回索比光伏网首页 回到TOPCon、HJT之后:谁将接力下一代光伏电池技术?上方
关闭
关闭