介绍晶硅太阳能电池光伏组件制造过程

一、N型电池

虽然N型电池技术难度较大，但N型电池的光电转换效率较高。N型电池包括：TOPcon电池、HJT电池、IBC电池、HBC电池。其中，TOPcon电池和HJT电池是主要技术路线，已开始扩产；IBC电池、HBC电池处于实验和验证阶段，被称为“未来技术”。

（1）TOPcon电池

TOPCon电池的中文名称是隧穿氧化层钝化接触电池，该电池是在N型硅片背面沉积一层极薄的氧化硅层（个人理解：超薄隧道层）和一层重掺杂的多晶硅薄膜，可提高电池的光电转化效率。

TOPCon电池的理论光电转化效率最大值是26.6%。目前，量产TOPCon电池效率超过24%。与主流的PERC电池生产工序相比，TOPCon电池增加硼扩散和接触钝化层沉积两个环节，因此，TOPCon电池生产线可由PERC电池生产线升级建造。TOPCon电池的双面率略低于PERC电池的双面率（个人理解：TOPCon电池也可双面发电）。

图片来源：中国慕课大学《光伏发电工程技术》

TOPCon电池的优点包括：

1）效率高。目前量产TOPCon电池光电转化效率可超过24%，比主流的PERC电池光电转化效率高1个百分点以上。

2）无衰减。TOPCon电池没有掉档（光电转化效率随使用时间增加而下降）和衰减（电池功率随使用时间增加而下降）的情况，PERC电池存在掉档和衰减的情况。

3）长波响应好。PERC电池只是对短波响应好，TOPCon电池对长波和短波响应均优（个人理解：TOPCon电池可吸收更长范围的电磁波，可以吸收更多的能量）。TOPCon电池不受天气影响，发电量持续保障，PERC电池发电量受天气影响较大。

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（2）HJT电池

HJT电池的中文名称是异质结电池。该电池在N型硅片基底上采用非晶硅沉积的方式形成异质结（根据百度百科理解：异质结是通过将不同材料的半导体薄膜，依次沉积于同一基底上的结构。可将异质结视为特殊的PN结），该异质结作为钝化层。HJT电池的开路电压较高，光电转化效率较高。

HJT电池采用的工艺是低温工艺（工艺温度为200℃），低温工艺可采用更薄的N型硅片，可使硅片成本具有较大的下降空间，目前，量产HJT电池光电转换效率约24%，双面率超过90%。HJT电池的主要问题包括：设备与材料的成本较高，工艺控制难度较大。

HJT电池的优势是工序较少，主流的PERC电池需8~10道工序，HJT电池需4道工序。因此，制造HJT电池可简化工序，有利于光伏电池的产业化和流程化。

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（3）IBC电池

IBC电池的中文名称是叉指背接触电池。该电池在N型硅片的基础上，前后表面均覆盖一层热氧化膜，以降低表面复合；并利用光刻技术，在电池背面分别进行磷、硼局部扩散，可消除高聚光条件下的电压饱和效应。

因为PN结均在背面叉指状接触，所以正面没有栅线遮挡（个人理解：因为PN结均在背面，所以正面不需要电极，即正面无需栅线状电极），正面受光面积增加，提升光电转换效率。

IBC电池的主要问题是工艺较复杂，成本也较高。

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（4）HBC电池

HBC电池可被译为异质结背接触电池。HBC电池是HJT电池与IBC电池的结合，可能是IBC电池的潜在发展方向。

二、钙钛矿电池

随着TOPcon电池、HJT电池、IBC电池实际光电转换效率接近其理论光电转换效率最大值，业界开始寻找新一代光伏电池技术，钙钛矿电池是其中的一种。 钙钛矿电池（PSCs）以钙钛矿型金属卤化物半导体作为吸光层材料，具有高效率、低成本、高柔性等优势，可能是未来光伏移动发电领域的备选材料之一。但目前，大规模制备钙钛矿层技术不成熟，钙钛矿材料稳定性不足，需进一步研究才可能走向产业化。

三、总结

因工艺与主流PERC电池技术一脉相承，TOPcon电池的发展呈现短期确定性。HJT电池性能具有优势，但产线和工艺与PERC电池技术互不相通，因此，对于主流光伏电池厂商而言，大规模投入HJT电池暂不经济。HJT电池技术与钙钛矿电池技术的融合更优。

综上，TOPcon电池短期优势较大，HJT电池的潜力较大。

图片来源：中国慕课大学《光伏发电工程技术》

审核编辑：刘清