太阳能光伏技术与应用中的IBC

提到高效太阳电池，最典型的量产的高效电池就是SunPower公司的IBC电池。Sun Power电池采用了n型衬底以及热氧化表面钝化。p型发射区和n型的扩散接触区域被设计成线条，并全部安置在电池的背面。在2000年代初期，SunPower公司将其电池的工艺方法简化，用印刷的方法来生产IBC电池［55］，IBC电池需要的n型和p型区域交叉的图形［55］。另外由于印刷的精度比较低，这样电池栅线的间距周期为800μm。这种电池的结构示于图6．28，较大电极间距增加了复合损失，也加大了电池的串联电阻。因此这种IBC电池只达到了20%～22%的效率。

图6．28　SunPower采用丝网印刷工艺的背面接触电池［55］

2008年SunPower推出了它的第二代电池，将印刷技术和设备进一步优化，主要指在减小图形尺寸，减小栅线间距。从而将生产电池的平均效率提高到22%以上。

2010年SunPower又推出了它的第三代IBC电池［56］，其结构如图6．29所示。这种IBC电池进一步又改进了表面结区掺杂和其他工艺，从而进一步减小了金属接触区域的复合，同时热加工工艺还特别加强了对氧化堆垛层错的控制。从图6．29中还可以看到它的扩散p＋和n＋区域完全分开，以得到更高的Voc。因此这些SunPower第三代IBC电池在n型Cz硅衬底上达到了24．2%的光电转换效率［56］。

(www.xing528.com)

图6．29　SunPower的第三代背面点接触电池的结构［56］

表6．2给出SunPower的第三代IBC电池在NREL测量到的性能，从Sunpower第一代IBC电池一直到第三代IBC电池，通过持续对发射结掺杂、表面钝化和背面金属化的技术研发，使得饱和电池密度Joe得以不断降低，从而使得IBC电池的Voc逐渐提高的730mV。

表6．2　SunPower的第三代IBC电池在NREL测量到的性能

最近几年，除了SunPower之外，也有许多研究机构和太阳电池公司开始研制IBC电池。其中典型的有比利时的IMEC中心2cm×2cm的23．3%的IBC电池［57，58］。它是采用了SunPower第一代和第二代IBC的n＋与p＋区域相连接的自对准结构。