几种商业化的高效晶体硅太阳能电池技术

摘要：

晶体硅太阳能电池是目前应用技术最成熟、市场占有率最高的太阳能电池。本文在

解释常规太阳能电池能量损失机理的基础上，介绍了可应用于商业化生产的高效晶体硅太
阳能电池技术及其工艺流程，并对每种电池技术的优、缺点及工艺难度进行了评价。

关键词：

晶体硅电池；高效电池；商业化

1 引言

　

  能源是一个国家经济和社会发展的基础. 目前广泛使用的石油、天然气、煤炭等化石能源

面临着严峻的挑战

. 2005年2 月我国通过了《中华人民共和国可再生能源法》,从立法角度推

进可再生能源的开发和利用

,这是解决我国能源与环境、实现可持续发展的重要战略决策。

不论从资源的数量、分布的普遍性

,还是从清洁性、技术的可靠成熟性来说,太阳能在可

再生能源中都具有更大的优越性

,光伏发电已成为可再生能源利用的首要方式。而晶硅太阳

电池一直占据着光伏市场的最大份额

. 与其它的可再生能源一样,目前要使之从补充能源过

渡到替代能源

,太阳电池光伏发电推广的最大制约因素仍然是发电成本。围绕着降低生产成

本的目标

,以高效电池获取更多的能量来代替低效电池一直是科学研究的的热门

[1]

. 近年来

高效单晶硅太阳能电池研究已取得巨大成就，在美国、德国和日本

,高效太阳能电池研究正

如火如荼，特别是美国，商品化高效电池的转换效率已超过

20%  

。

.

2 硅太阳能电池能量损失机理

   目前研究成果表面，影响晶体硅太阳能电池转换效率的原因主要来自两个方面： ①光学
损失

. 包括电池前表面反射损失、接触栅线的阴影损失以及长波段的非吸收损失,其中反射和

阴影损失是可以通过技术措施减小的

,而长波非吸收损失与半导体性质有关  ②

；

电学损失

. 

它包括半导体表面及体内的光生载流子复合、半导体和金属栅线的体电阻以及金属

-半导体

接触（欧姆接触）电阻损失

. 相对而言,欧姆损失在技术上比较容易降低,其中最关键的是降

低光生载流子的复合

,它直接影响太阳电池的开路电压。而提高电池效率的关键之一就是提

高开路电压

Voc。光生载流子的复合主要是由于高浓度的扩散层在前表面引入了大量的复合

中心。此外

,当少数载流子的扩散长度与硅片的厚度相当或超过硅片厚度时,背表面的复合速

度

Sb 对太阳电池特性的影响也很明显。而从商业太阳电池来看,为了降低太阳电池的成本和

提高效率

,现在生产厂家也在不断地减小硅片的厚度,以降低原材料的价格.因此必须有减少

前、背两个表面的光生载流子复合的结构和措施

.

3 高效晶体硅太阳能电池技术

3.1 背接触电池 IBC/MWT/EWT
（

1）IBC 电池（PCC 电池）

    背接触电池是由 Sunpower 公司开发的高效电池，其特点是正面无栅状电极，正负极交叉
排列在背面，量产效率可达

19%～20%。 

这种把正面金属栅线去掉的电池结构有很多优点

[2]

：（

1）减少正面遮光损失，相当于

增加了有效半导体面积，有利于增加电池效率；（

2）有可能大大降低组件装配成本，因为

全部外部接触均在单一表面上；（

3）从建造结构的观点看来提供了增值，因为汇流条和焊

线串接存在引起的视觉不适被组件背面所替代。

由于光生载流子需要穿透整个电池被电池背表面的

pn 结所收集，故 IBC 电池对硅片本