淺析關于HIT太陽能電池的發(fā)展狀況

（2）非晶硅層的制備方法

HIT電池的非晶硅層通常用等離子增強化學氣相沉積（PECVD）技術進行制備。近年來，中科院研究生院張群芳等以及美國國家可再生能源實驗室（NERL）T．H．Wang等口朝采用熱絲增強化學氣相沉積（HWCVD）技術制備了P型襯底的HIT電池。與PECVD相比，HWCVD產生的等離子能量較低，能有效避免離子的轟擊，同時可產生用于預處理硅片表面的低能原子氫，制備過程中的粉塵較少，不易使a-Si：H薄層短路。此外，美國紐約州立大學的B．Jagannathan等還用直流磁控濺射技術制備了P型HIT電池，在0.3cm2的面積上得到了550mV的開路電壓和30mA／cm2的短路電流。

（3）背面場（BSF）的研究

背面場能改善背面復合速率和背表面反射，從而提高開路電壓、增大短路電流。制備背面場的傳統方法有銷合金法、硼擴散法、磷擴散法等，但這些工藝都需要高溫過程，只能先制備背面場再沉積非晶硅簿膜。與HIT電池低溫工藝兼容的制備工藝主要有在單晶硅背面沉積重摻雜非晶硅薄膜形成背面場。Toru Sawada等用PECVD法在n型襯底上制備出HIT結構（i／n a-Si）的背面場。該背面場利用了異質結的特性，不需要重摻雜就能形成。結果顯示，HIT結構背面場達到了比熱氧鈍化更好的表面鈍化效果。Y．Ves-chetti等u80還用光刻、硼離子注入實現了局部背面場（Local BSF），與全面積（Full）鋁合金背面場相比，開路電壓大大提高，達到了676mV，為P型HIT電池開路電壓的最高值。H．D．Goldbach等用P“μc-Si制作了P型HIT電池的背面場。因為μc-Si比a-Si有更高的摻雜效率，所以能實現高濃度的摻雜，從而降低激活能，形成性能優(yōu)良的背面場，提高電池轉換效率。數值模擬結果表明，在n型襯底HIT電池的背面增加一層重摻雜的n+層可以起到背面場的作用，使電池的效率提高到24.35％。

（4）襯底材料的選取

襯底的類型不同，電池的轉換效率也不同。Tucci M等研究發(fā)現，n型襯底的HIT電池由于異質結能帶結構方而的優(yōu)勢，其轉換效率略高于P型襯底的太辟j能電池，但P型襯底太陽能電池對界面的要求較低，因此易于制備。T．H．Wang等分別用P型區(qū)熔（FZ）硅和直拉（CZ）硅作襯底制成了HIT電池，結果發(fā)現襯底為FZ硅太陽電池的效率高于CZ硅。美國國家可雨生能源實驗室的Wang Qi等用HWCVD法在Fz襯底上制備的HIT太陽能電池的效率已達到19.1％。但是FZ硅的價格高于CZ硅，因此應從效率和成本兩方新綜合考慮，選擇合適的襯底。另外，為了減小電池對入射光的反射牢，絨面襯底也被應用到HIT電池中，并且取得了租好的減反射效果。

德國在軟件模擬計算中取得了較大的進步．使轉化效牢提高到了19.8%；美國研究的HIT電池效率也達到了19.1％。但是由于核心工藝技術和關鍵設備技術產業(yè)化生產工藝還不是很成熟．產業(yè)化電池效率不是很高，他們將在今后的研究中大力改進工藝，實現大規(guī)模產業(yè)化生產。

3、結束語

HIT電池雖然發(fā)展很迅速，但是仍然存在許多問題。出于生產過程中的每一步工藝要求都很嚴格，所以在保證高效的情況下，大規(guī)模的量產還需要進一步的研究。HIT電弛雖然效率已選23%，成本也在逐漸降低，但發(fā)電成本仍然遠高于傳統方法的發(fā)電成本。

目前，HIT電池研究最多的是非晶硅／單晶硅異質結電池，其中廉價非晶硅的用量很少，而價格昂貴的單晶硅仍占多數。因此，為了滿足國民生產對太陽能電池組件的需求．在以后的研究中，一方面應大力開發(fā)新技術在保證電池轉換效率的前提下降低HIT電池的厚度；另一方面用廉價材料代替價格昂貴的單晶硅材料來降低成本，如多晶硅。同時也可以通過開發(fā)新技術來降低單晶硅的生產成本。