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高效单晶硅太阳电池的最新进展及发展趋势
被引量：
39
1
作者
陈俊帆
赵生盛
+6 位作者
高天
徐玉增
张力
丁毅
张晓丹
赵颖
侯国付
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第1期110-116,共7页
晶体硅太阳电池是目前光伏市场的主流产品,其又可分为多晶硅电池和单晶硅(c-Si)电池。目前,多晶硅电池成本较低,市场份额较大,但其效率较低;单晶硅电池成本相对偏高,但其效率更高,市场份额小于多晶硅电池。随着硅材料和硅片切割技术的进...
晶体硅太阳电池是目前光伏市场的主流产品,其又可分为多晶硅电池和单晶硅(c-Si)电池。目前,多晶硅电池成本较低,市场份额较大,但其效率较低;单晶硅电池成本相对偏高,但其效率更高,市场份额小于多晶硅电池。随着硅材料和硅片切割技术的进步,单晶硅片的成本持续下降,且未来市场对高效率的高端光伏产品需求日益增长。因此,高效率的单晶硅电池将受到更多的关注。为进一步提高单晶硅太阳电池的效率,近几年的研究工作主要集中于提高硅片质量来降低体缺陷,寻找新型钝化材料来降低表面和界面缺陷,开发先进的减反技术(新型的绒面陷光结构和材料)以提高光的利用率,引入低电阻金属化技术降低串联电阻,优化PN结制备技术以及器件结构等。2014年至今,单晶硅太阳电池的转换效率得到连续突破。目前,最高效率是日本Kaneka公司创造的26.6%,其他效率达到或者超过25%的晶硅电池包括钝化发射极背面局部场接触(PERL)电池、交叉指式背接触(IBC)电池、硅异质结(SHJ)电池、交叉指式背接触异质结(HBC)电池、隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)电池、多晶硅氧化物选择钝化接触(POLO)电池等。分析这些典型电池的关键技术可以发现,栅线电极与c-Si的金属-半导体接触复合成为影响电池效率的关键因素。为减小这些复合,一方面通过电池背面局部开孔来减小金属与c-Si直接接触的面积,包括钝化发射极背场点接触(PERC)、PERL、钝化发射极和背面全扩散(PERT)等电池。另一方面则是开发既能够实现优异的表面钝化,同时又无需开孔便可分离与输运载流子的新型载流子选择性钝化接触技术,如SHJ电池、TOPCon电池等。此外,采用交叉指式背接触技术与其他电池结构结合则是最大限度提高光利用率的必然选择,包括IBC电池和HBC电池。本文介绍了当前国际上转化效率达到或超过25%的典型高效单晶硅太阳电池,分别对其器件结构、核心工艺、关键材料等进行了分析,在总结这些高效单晶硅太阳电池各自特点的基础上对该领域的发展前景进行了展望。
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关键词
单晶硅
太阳电池
减反技术
新型钝化材料
载流子选择性钝化
接触
交
叉
指
式
背
接触
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职称材料
硅基异质结太阳电池新进展
被引量：
7
2
作者
李正平
杨黎飞
沈文忠
《物理学进展》
CSCD
北大核心
2019年第1期1-22,共22页
非晶硅/晶体硅异质结太阳电池(SHJ)是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜,它综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势,具有结构简单、工艺温度低、钝化效果好、开路电压高、温度特性好、双面发电等优点,是高转换效率硅基太阳电池的热点方向之一。本文...
非晶硅/晶体硅异质结太阳电池(SHJ)是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜,它综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势,具有结构简单、工艺温度低、钝化效果好、开路电压高、温度特性好、双面发电等优点,是高转换效率硅基太阳电池的热点方向之一。本文首先综述了近几年SHJ电池制造工艺技术的进步,包括臭氧清洗硅片、热丝化学气相沉积技术沉积非晶硅薄膜、透明导电薄膜沉积方法和材料的改进,以及新型金属化电极技术在SHJ电池中的应用所取得的进展。然后介绍了结合背面结技术、载流子选择性钝化接触技术的硅异质结电池以及薄型硅异质结太阳电池最新研究情况。进一步分析了与叉指式背接触技术相结合的硅异质结电池、与钙钛矿太阳电池技术相结合的钙钛矿/硅异质结两端叠层太阳电池的研究现状,指出硅基异质结太阳电池是迈向更高效率太阳电池的基石。
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关键词
异质结
硅
太阳电池
背
面结技术
载流子选择性钝化
接触
技术
叉
指
式
背
接触
钙钛矿/硅异质结两端叠层
太阳电池
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职称材料
题名
高效单晶硅太阳电池的最新进展及发展趋势
被引量：
39
1
作者
陈俊帆
赵生盛
高天
徐玉增
张力
丁毅
张晓丹
赵颖
侯国付
机构
南开大学光电子薄膜器件与技术研究所
天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第1期110-116,共7页
基金
国家自然科学基金(61474066
61504069)
+3 种基金
天津市自然科学基金(15JCYBJC21200)
高等学校学科创新引智计划(B16027)
光学信息技术科学教育部重点实验室开放基金(2017KFKT015)
中央高校基本科研业务费专项资金~~
文摘
晶体硅太阳电池是目前光伏市场的主流产品,其又可分为多晶硅电池和单晶硅(c-Si)电池。目前,多晶硅电池成本较低,市场份额较大,但其效率较低;单晶硅电池成本相对偏高,但其效率更高,市场份额小于多晶硅电池。随着硅材料和硅片切割技术的进步,单晶硅片的成本持续下降,且未来市场对高效率的高端光伏产品需求日益增长。因此,高效率的单晶硅电池将受到更多的关注。为进一步提高单晶硅太阳电池的效率,近几年的研究工作主要集中于提高硅片质量来降低体缺陷,寻找新型钝化材料来降低表面和界面缺陷,开发先进的减反技术(新型的绒面陷光结构和材料)以提高光的利用率,引入低电阻金属化技术降低串联电阻,优化PN结制备技术以及器件结构等。2014年至今,单晶硅太阳电池的转换效率得到连续突破。目前,最高效率是日本Kaneka公司创造的26.6%,其他效率达到或者超过25%的晶硅电池包括钝化发射极背面局部场接触(PERL)电池、交叉指式背接触(IBC)电池、硅异质结(SHJ)电池、交叉指式背接触异质结(HBC)电池、隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)电池、多晶硅氧化物选择钝化接触(POLO)电池等。分析这些典型电池的关键技术可以发现,栅线电极与c-Si的金属-半导体接触复合成为影响电池效率的关键因素。为减小这些复合,一方面通过电池背面局部开孔来减小金属与c-Si直接接触的面积,包括钝化发射极背场点接触(PERC)、PERL、钝化发射极和背面全扩散(PERT)等电池。另一方面则是开发既能够实现优异的表面钝化,同时又无需开孔便可分离与输运载流子的新型载流子选择性钝化接触技术,如SHJ电池、TOPCon电池等。此外,采用交叉指式背接触技术与其他电池结构结合则是最大限度提高光利用率的必然选择,包括IBC电池和HBC电池。本文介绍了当前国际上转化效率达到或超过25%的典型高效单晶硅太阳电池,分别对其器件结构、核心工艺、关键材料等进行了分析,在总结这些高效单晶硅太阳电池各自特点的基础上对该领域的发展前景进行了展望。
关键词
单晶硅
太阳电池
减反技术
新型钝化材料
载流子选择性钝化
接触
交
叉
指
式
背
接触
Keywords
monocrystalline solar cells
anti-reflection technology
novel passivation materials
carrier-selective passivation contact
interdigitated back-contact
分类号
TM914.41 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
硅基异质结太阳电池新进展
被引量：
7
2
作者
李正平
杨黎飞
沈文忠
机构
上海交通大学物理与天文学院人工结构及量子调控教育部重点实验室太阳能研究所
协鑫集成科技股份有限公司
教育部人工微结构协同创新中心
出处
《物理学进展》
CSCD
北大核心
2019年第1期1-22,共22页
基金
国家自然科学基金(11834011
11674225
+1 种基金
11474201)
上海市科技创新行动计划项目(17DZ1201103)的资助
文摘
非晶硅/晶体硅异质结太阳电池(SHJ)是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜,它综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势,具有结构简单、工艺温度低、钝化效果好、开路电压高、温度特性好、双面发电等优点,是高转换效率硅基太阳电池的热点方向之一。本文首先综述了近几年SHJ电池制造工艺技术的进步,包括臭氧清洗硅片、热丝化学气相沉积技术沉积非晶硅薄膜、透明导电薄膜沉积方法和材料的改进,以及新型金属化电极技术在SHJ电池中的应用所取得的进展。然后介绍了结合背面结技术、载流子选择性钝化接触技术的硅异质结电池以及薄型硅异质结太阳电池最新研究情况。进一步分析了与叉指式背接触技术相结合的硅异质结电池、与钙钛矿太阳电池技术相结合的钙钛矿/硅异质结两端叠层太阳电池的研究现状,指出硅基异质结太阳电池是迈向更高效率太阳电池的基石。
关键词
异质结
硅
太阳电池
背
面结技术
载流子选择性钝化
接触
技术
叉
指
式
背
接触
钙钛矿/硅异质结两端叠层
太阳电池
Keywords
Heterojunction
Silicon solar cells
Back junction
Carrier selective passivating contacts
Interdigitated back contact
Perovskite/SHJ two terminals tandem solar cells
分类号
O472 [理学—半导体物理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高效单晶硅太阳电池的最新进展及发展趋势
陈俊帆
赵生盛
高天
徐玉增
张力
丁毅
张晓丹
赵颖
侯国付
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
39
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
硅基异质结太阳电池新进展
李正平
杨黎飞
沈文忠
《物理学进展》
CSCD
北大核心
2019
7
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职称材料
已选择
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