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正在業(yè)內還是討論HJT還是TOPCon，誰將成為下一代主流技術之時，有人已經把目光放在IBC甚至HBC上了。數據顯示，在IBC方面，SunPower量產效率達25%，LG量產效率達24.5%。而，HBC電池在2017年已經得到26.6%的世界記錄效率。

為了進一步提高單晶硅太陽電池轉化效率，利用IBC電池高短路電流與HJT電池高開路電壓的優(yōu)勢，可結合成交叉指式背接觸異質結(HBC)太陽電池。專家認為，IBC+HJT是未來電池效率提升的方向。

與IBC結構太陽電池相比，HBC太陽電池采用a-Si∶H作為雙面鈍化層，具有優(yōu)異的鈍化效果，能夠取得更高的開路電壓。在生長PN結的工藝中，他們采用區(qū)域型掩膜摻雜，降低了載流子的復合損失。與SHJ結構的太陽電池相比，其前表面無電極遮擋，而且采用SiN減反層取代TCO，減少光學損失的優(yōu)勢更加顯著(在短波長范圍內)，結合前表面兩點優(yōu)勢，HBC電池能夠取得更高的短路電流。

對于晶體硅太陽電池，Jsc的理論極限是43mA/cm2。HBC電池結構如圖所示，與傳統(tǒng)IBC電池不同的是，背面的emitter和BSF區(qū)域為p+非晶硅和n+非晶硅層，在異質結接觸區(qū)域插入一層本征非晶硅鈍化層。

2017年，日本Kaneka公司研發(fā)的電池先后取得了26.3%、26.63%的轉化效率，其Voc可以達到0.740V，Jsc達到42.5 mA/cm2，FF達84.6%。該公司的HBC電池前表面無金屬電極，背部P、N層呈現有序規(guī)則的交錯排列，大大降低了串聯電阻Rs，且與P、N層接觸相間的金屬電極能夠形成很好的歐姆接觸，增大了短路電流。另外，優(yōu)異的本征鈍化層能夠獲取高的開路電壓。這兩大優(yōu)勢也決定了日本Kaneka公司能夠相繼取得世界晶硅電池的最高效率。
今年初，有消息稱，普樂新能源“2GW超高效N型光伏電池項目”簽約儀式在徐州高新區(qū)管委會舉辦。據悉，總投資額為20億元的2GW超高效N型光伏電池項目致力于N型HBC高效太陽能電池的研發(fā)和生產，是未來單位發(fā)電效率最高的晶硅太陽能電池。

1.IBC電池。IBC電池最顯著的特點是PN結和金屬接觸都處于太陽電池的背部，前表面徹底避免了金屬柵線電極的遮擋，結合前表面的金字塔絨面結構和減反層組成的陷光結構，能夠最大限度地利用入射光，減少光學損失，具有更高的短路電流。同時，背部采用優(yōu)化的金屬柵線電極，降低了串聯電阻。通常前表面采用SiNx/SiOx雙層薄膜，不僅具有減反效果，而且對絨面硅表面有很好的鈍化效果。目前IBC電池是商品化晶體硅電池中工藝最復雜、結構設計難度最大的電池。美國SunPower公司已經研發(fā)了三代IBC太陽電池。其中，2014年在N型CZ硅片上制備的第三代IBC太陽電池的最高效率達到25.2%。

2.HJT電池。異質結有利于太陽電池獲得更高的開路電壓，從而獲得較高的電池效率。由于異質結中兩種半導體材料的禁帶寬度、導電類型、介電常數、折射率和吸收系數等不同，比同質結的應用更加廣泛。從20世紀80年代起，日本Sanyo公司及隨后的Panasonic公司在單晶硅異質結太陽電池(HIT，也稱SHJ)領域一直處于領先地位，經過對本征a-Si∶H鈍化層、背部場結構、高導電與高透過ITO、陷光結構、金屬化柵線和硅片厚度等關鍵技術的不斷優(yōu)化與調整，2013年將面積為101．8cm2的SHJ太陽電池效率提高到24．7%，開路電壓(Voc)達到750mV，遠高于同質結電池的開路電壓。2019年，漢能成都研發(fā)中心再次刷新高效硅薄膜異質結太陽能電池的世界紀錄，其制備的冠軍電池片，全面積（M2，244.45 c㎡）光電轉換效率達到25.11%。相關數據經德國哈梅林太陽能研究所（ISFH）認證，各項參數如下圖所示。


近年來我國在HJT電池產業(yè)化方面已取得一定的發(fā)展。

IBC+HJT。具有優(yōu)異的光利用率的IBC結構仍然是目前高效晶硅太陽電池研發(fā)的必要條件，這歸功于其前表面無金屬電極所帶來的高短路電流的優(yōu)勢。優(yōu)異的選擇性全鈍化接觸技術是提升開路電壓與填充因子的關鍵因素。應充分地發(fā)揮這兩大技術的優(yōu)勢，才能夠實現更高的電池轉化效率，并為實現低成本、高效率晶硅太陽電池的商業(yè)化和產業(yè)化建立一定的基礎。

原標題：HBC才是太陽電池終極之戰(zhàn)？