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1、HIT新型异质结太阳电池HIT（ Heterojunction with Intrinsic Thin- layer）（带本征薄层异质结） 太阳电池是一种利用晶体硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太阳电池，它具有制备工艺温度低、转换效率高、高温特性好等特点，是一种低价高效电池。HIT 太阳电池技术是三洋公司的专利技术，目前只有三洋公司独家拥有，其实验室转换效率已达到 2%，且 R.M. Swanson 通过理论分析，预言这种结构电池的转换效率可以超过 25%。1.HIT 太阳太阳电池池产生背景及生背景及结构构在异质结界面附近建立起一个方向由 n 区指向 p区的内建电场，即p-n结；同时 n 型的c
2、-Si与 n+的a-Si： H形 成 n-n+结构，形成n+区指向 n 区的内建电场，即背电场。背电场产生的光生电压与 HIT 太阳电池结构本身的 p-n 结两端的光生电压极性相同，从而可以提高 HIT 太阳电池的开路电压。在HIT电池中，本征a-Si：H的作用仅仅是钝化c-Si，而c-Si的作用一是与p型a-Si形成p n结，二是在光照条件下产生载流子，三是与背面a-Si形成背电场。2.HIT 太阳太阳电池的性能池的性能（）本征层的钝化效果及参数影响HIT 电池的性能之所以优异，关键得益于在单晶硅和非晶硅之间本征非晶硅薄层的插入，从而使得单晶硅和非晶硅界面得到很好的钝化，进而得到较高的开路电
3、压。因为对于异质结电池来说，界面态特性(尤其是界面态密度)决定了电池的输出特性。而界面态密度主要是由沉积在 c-Si 上的掺杂 a-Si:H 引入的。引入本征非晶硅层以后，掺杂层和衬底被分开了，因此问题得到解决。HIT 结构的本质特征是使电池获得一个良好的界面，从而避免载流子的复合。钝化效果直接反映在少子寿命上，因此开展对本征非晶硅薄层钝化后硅片少子寿命的研究是制备高效 HIT 电池的前提和关键。以下几组实验分别是不同本征层参数的影响：以下几组实验分别是不同本征层参数的影响：2.HIT 太阳太阳电池的性能池的性能（）钝化效果的一个直观表现左左图图表表现现了了HIT HIT 太太阳阳电电池池和和
4、去去掉掉i i 型型a-Sia-Si膜膜的的p-n p-n 异异质质结结太太阳阳电电池池暗暗状状态态时时的的I-V I-V 特特性性比比较较。p-n p-n 异异质质结结太太阳阳电电池池中中所所发发现现的的正正向向电电流流特特性性( ( 0. 0. 4 4 V V 附附近近) ) 的的变变化化, , 是是由由于于a-Si a-Si 顶顶层层膜膜中中存存在在的的高高密密度度间间隙隙态态, , 引引起起异异质质结结部部耗耗尽尽层层的的再再复复合合而而造造成成的的。对对比比, , 在在顶顶层层和和结结晶晶Si Si 之之间间插插入入高高质质量量a-Si a-Si 膜膜( ( i i 型型a-a-Si
5、 Si 膜膜) ) , , 通通过过顶顶层层内内的的电电场场来来抑抑制制复复合合电电流流, , 这这就就是是HIT HIT 构造。构造。（）电池主要优点（）电池主要优点1.简单的低温工艺（全部工艺在 200下完成，能量消耗少，同时还能避免热应力以及由此造成的对硅片的损伤，对硅片机械质量的要求也相应变低）2.完美的钝化效果（利用高质量本征薄层钝化，创造了表面复合速率最低的世界纪录3cm/s）3.高稳定性（由于 HIT 电池中本征非晶硅层的厚度很薄，对光电转换的贡献很小，因此不存在非晶硅薄膜电池中由于本征层引起的 S-W(Steabler-Wronski)效应）（）电池主要优点（）电池主要优点4.
6、优秀的温度特性（HIT 电池的温度系数较传统由扩散工艺形成的电池低，即便在户外高温度的工作条件下，仍能表现出很好的输出特性）5.对称结构（可以减少生产过程中的热应力和机械应力，有利于衬底厚度减薄。前后表面同时对光线的吸收使得发电量更多）6.产量较高（由于 HIT 电池 p-n 结的形成和表面钝化同时发生，工艺时间缩短，因此提高了产量）（3 3）HIT HIT 太阳电池优异的温度特性太阳电池优异的温度特性HIT 太阳电池的高Voc 特性究竟能给用户带来什么益处? 一般情况下, 太阳电池的输出特性依存于温度, 温度上升则输出电压减少。左图表示把各种太阳电池在25时的转换效率归为1 时的温度的变化率
7、。HIT 太阳电池和一般的结晶Si 太阳电池相比, 其温度依存性得到了改善.HIT .HIT 太阳电池的研究进展太阳电池的研究进展（年年）表表1 国内外研究机构有关电池的研究现状国内外研究机构有关电池的研究现状研究机构研究机构国家沉积方式转化效率Sanyo日本PECVD22.8%（CZ-n）HZB德国PECVD18.5%（FZ-p），19.8%（FZ-n）NREL美国HWCVD18.2%（FZ-n）IMT瑞士VHF-PECVD17.6%（FZ-n），16.3%（FZ-p）ENEA意大利PECVD10.2%（FZ-p）GUCAS中国HWCVD17.27%（CZ-p）Semi.CAS中国PECVD
8、14.1%（CZ-p）.HIT .HIT 太阳电池的主要研究方向太阳电池的主要研究方向n为提高效率，需要推进下面的高效率化技术的开为提高效率，需要推进下面的高效率化技术的开发发: :( 1) ( 1) 通过形成高质量低损伤的通过形成高质量低损伤的a-Si a-Si 膜技术膜技术, ,更进更进一步改善钝化性能一步改善钝化性能; ;啊啊( 2) c-Si ( 2) c-Si 的表面清净化技术的表面清净化技术; ;( 3) ( 3) 提高提高c-Si c-Si 表面凹凸构造的光封闭效果表面凹凸构造的光封闭效果; ;在在( 4) ( 4) 降低对发电没有贡献的降低对发电没有贡献的a-Si a-Si 膜、透明导电膜、透明导电膜的光吸收膜的光吸收; ;是是( 5) ( 5) 表面集电极的细线化和低电阻化。表面集电极的细线化和低电阻化。谢谢大家！谢谢大家！结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！21
