光伏电池片的结构都有哪些
光伏电池按结构大致可分为铝背场(BSF)电池片、PERC电池片、异质结(HJT)电池、TOPCon电池、IBC电池等。
1、铝背场(BSF)电池片
铝背场(BSF)电池片是一种常见的太阳能电池片结构。在这种结构中,铝是作为背电极使用的材料。铝背电极涂覆在电池片的背面,并提供背部的电场。有助于一些从光伏材料中产生的电子激发到背部电极,从而增强了光电转换效率。
铝背场电池片的制造过程是先在硅表面进行磷掺杂形成N型区域,再在N型区域上使用背场的化学蚀刻或物理蚀刻技术来形成铝背电极。通过在正面应用适当的薄膜或涂层来形成P型区域,从而形成p-n结。最后,在电池片的正面和背面的电极上涂覆金属网格,以便收集电流。
2、PERC电池片
PERC电池片也称为发射极背面钝化电池,PERC电池在传统BSF电池的基础上增加背面钝化以及激光开工两道工艺来提高转换效率,性能实现明显提升。
PERC 电池片的主要工艺流程为硅片的清洗制绒、扩散制 PN 结、激光掺杂制备 SE、背面钝化、激光开孔/开槽、丝网印刷、烧结、测试等。具有结构简单、工艺流程短、设备成熟度高等优点。
3、TOPCon电池
TOPCon是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触的太阳能电池技术,实现更为良好的钝化效果。
TOPCon电池结构为N型硅衬底电池,在电池背面制备一层超薄氧化硅,然后再沉积一层掺杂硅薄层,二者共同形成了钝化接触结构,有效降低表面复合和金属接触复合,为N-PERT电池转换效率进一步提升提供了更大的空间。
TOPCon电池最大程度保留和利用现有传统P型电池设备制程,只需增加硼扩和薄膜沉积设备,无须背面开孔和对准,极大的简化了电池生产工艺,量产化难度低。工艺设备产线兼容性高,可与PERC、N-PERT双面电池的高温制备工艺产线相兼容。TOPCon电池拥有低衰减、高双面率、低温度系数等优点,在终端电站的发电增益效果明显。
4、异质结(HJT)电池
异质结电池,简称为HJT电池。HJT电池是一种利用晶体硅基板和非晶体硅薄膜制成的混合型太阳能电池。
由不同的半导体材料或同种材料不同结晶状态的PN结制备而来,通过在异质结界面插入本征非晶硅薄层来钝化电池的正、背表面,实现更为良好的钝化效果。
HJT电池的结构由N型单晶衬底、光照侧P-i型氢化非晶硅层(膜厚5~10nm) 、背面侧i-N型氢化非晶硅层(膜厚5~10nm)以及两侧透明电极和集电极构成具有对称结构,是一种双面电池。
HJT电池具有效率高、低衰减、温度系数低、双面率高、工艺简单、薄片化等优势。
5、IBC电池IBC电池
也称为交叉背接触电池,是将电池正面的电极栅线全部转移到电池背面,PN 结和金属接触都处于电池背部,呈叉指状方式排列,从而减少电池栅线对阳光的遮挡,提高电池转换效率。
IBC电池是一种较为纯粹的单面电池,主要通过结构的改变来提高转换效率,IBC电池没有遮蔽电池的正面金属触点,因此具有更高的光子撞击转换面积。
IBC电池结构可以与PERC、TOPCon、HJT、钙钛矿等多种技术叠加,因此有望成为新一代的平台型技术。IBC与TOPCon技术的叠加被称为“TBC”电池,与HJT技术的叠加则被称为“HBC”电池。
IBC电池外形美观,尤其适用于光伏建筑一体化,具有较好的商业化前景。