HIT является аббревиатурой от Heterojunction с внутренним тонким слоем, что означает внутреннюю гетеропереходную пленку. HIT был впервые успешно разработан японской корпорацией Sanyo в 1990 году. Теперь он применяется как зарегистрированный товарный знак Sanyo Corporation в Японии, поэтому его также называют HJT или SHJ. (Солнечный элемент кремниевого гетероперехода).
1, структура и принцип батареи HIT
Во время первоначальной разработки HIT Solar эффективность преобразования батареи достигла 14,5% (батарея 4 мм2). Позже, при непрерывном улучшении Sanyo, эффективность конверсии батареи Sanyo HIT в 2015 году достигла 25,6%. Патентная защита Sanyo HIT завершилась в 2015 году. Устранение технических барьеров - прекрасная возможность для Китая энергично развивать и продвигать технологию HIT.
На передней поверхности батареи из-за изгибания энергетической зоны движение электронов на переднюю поверхность блокируется, и отверстия могут проходить через сильно легированный аморфный кремний типа p +, чтобы образовать слой переноса дырок, потому что внутренний слой очень тонкий. На задней поверхности полоса изогнута, чтобы блокировать движение отверстий на заднюю поверхность, и электроны могут туннелировать через высоколегированный аморфный кремний n + типа с образованием электронного транспортного слоя. Посредством избирательного осаждения с обеих сторон батареи Слои, так что создаваемые фотоносителями носители могут быть обогащены только поглощающим материалом, а затем вытекать из одной поверхности батареи, чтобы обеспечить разделение этих двух.
2, аккумуляторная батарея HIT
Одним из преимуществ аккумуляторов HIT является то, что этапы процесса относительно просты и могут быть разделены на четыре этапа: очистка шерсти, нанесение тонкой пленки из аморфного кремния, подготовка ТСО и подготовка электродов.
Подготовка основного процесса - осаждение тонкой пленки аморфного кремния, что требует чрезвычайно высокой чистоты процесса. Надежность и повторяемость являются серьезной проблемой в процессе массового производства. В настоящее время PECVD обычно используется для подготовки основного процесса.
Процесс подготовки батареи HIT прост, и температура процесса низкая, может избежать высокотемпературного повреждения технологического процесса для кремния и эффективно уменьшить выбросы, но процесс сложный, а производственная линия несовместима с традиционными батареями, инвестиции в оборудование относительно велики.
3, преимущества и характеристики батареи HIT
Батареи HIT обладают преимуществами высокой мощности и низкой стоимости. Конкретные особенности:
(1) Низкотемпературный процесс
В батареях HIT используются тонкопленочные солнечные элементы при низких температурах (<250℃)制造的优点, 从而避免采用传统的高温(>900 ° C) для получения pn-перехода.Эта технология не только экономит энергию, но также делает допинг тонкой пленки a_Si: H в условиях низкой температуры, можно более точно контролировать ширину и толщину запрещенной зоны, а характеристики устройства можно легко оптимизировать в процессе; Во время процесса осаждения цельная кремниевая пластина имеет небольшую деформацию изгиба, поэтому ее толщина может быть использована как минимум, требуемый фоновым светопоглощающим материалом (около 80 мкм), в то же время низкотемпературный процесс устраняет ухудшение характеристик кремниевой подложки при высокотемпературной обработке, что позволяет В качестве субстрата используйте кристаллический кремний низкого качества или даже поликремний.
Высокая мощность в высокотемпературных средах. В полдень производство электроэнергии на батареях HIT на 8-10% выше, чем у обычных солнечных элементов из кристаллического кремния, а производство двойных стеклянных модулей HIT на 20% выше, при более высоком добавлении пользователя. значение.
(2) двухсторонняя батарея
HIT - очень хорошая двухсторонняя батарея. В основном нет разницы в цвете между передней и задней частями, а двусторонняя скорость (с учетом соотношения эффективности задней стороны батареи к лобовому КПД) может достигать более 90%, до 96%, а преимущества создания обратной мощности очевидны.
(3) Высокая эффективность
Уникальная гетеропереходная структура ячейки HIT с собственными тонкими слоями завершает поверхностную пассивацию монокристаллического кремния в то же время, когда pn-переход образует соединение, что значительно снижает поверхность, ток утечки интерфейса и улучшает эффективность ячейки. В настоящее время ячейки HIT Лабораторная эффективность достигла 23%, а эффективность батареи в коммерчески доступных 200 Вт модулях достигает 19,5%.
(4) Высокая стабильность
Теоретические исследования показали, что аморфная пленка Si в гетероцикле не кремний / кристаллический кремний не обладает эффектом Стебелера-Вронского, поэтому эффективность преобразования аморфного кремниевого солнечного элемента, по-видимому, не обусловлена светом. Эффект деградации: стабильность температуры батареи HIT хорошая, по сравнению с температурным коэффициентом -0,5% / ° C монокристаллической кремниевой ячейки, температурный коэффициент батареи HIT может достигать -0,25% / ° C, что делает батарею даже при условии повышения температуры света. Хорошая продукция.
(5) Отсутствие фотоиндуцированного затухания
Одна из самых важных проблем, с которыми сталкиваются кристаллические кремниевые солнечные элементы, - это фотоиндуцированное затухание. Однако клетки HIT не имеют естественного затухания, и их эффективность в какой-то мере возрастает даже при свете. Shanghai Microsystems обнаружила, что после экспериментов с индуцированием фотокатализацией HIT фотолюминесценция облучалась светом. Эффективность преобразования батареи увеличилась на 2,7%, а после непрерывного освещения не было ослабления. Фотособраемость ячеек HIT подтвердила также совместная публикация CIC, Swiss EPFL и CSEM на APL в Японии.
(6) Симметричная структура, подходящая для разбавления
Совершенно симметричная структура и низкотемпературный процесс клеток HIT делают их очень подходящими для истончения. Большое количество экспериментов, проведенных Shanghai Microsystems, показало, что толщина пластины составляет 100-180 мкм, а средняя эффективность почти одинакова. Профили кремниевых пластин толщиной 100 мкм. Эффективность преобразования более 23%, в настоящее время пакетная подготовка кремниевых пластин на 90 мкм. Аккумуляторное энергоснабжение может не только снизить стоимость кремния, и его применение может быть более разнообразным.
(6) Низкая стоимость
Тонкая толщина батареи HIT может сэкономить материалы на кремнии, низкотемпературный процесс может снизить потребление энергии и позволяет использовать недорогие подложки, высокая эффективность позволяет уменьшить площадь батареи при одинаковых условиях выходной мощности, тем самым эффективно снижая стоимость батареи.
4, статус индустриализации батареи HIT
Данные показывают, что с точки зрения массового производства это, безусловно, Япония Sanyo, которая имеет лучшие производственные мощности 1GW и массовую эффективность производства 23%. Кроме того, Keneka, Sunpreme, Solarcity и Fujian имеют более зрелые технологии HIT. Камень, Jinneng, Xinao и другие компании.
В настоящее время трудности в массовом производстве продуктов ГИТ в основном включают следующие аспекты:
(1) Высококачественные кремниевые пластины: по сравнению с обычными продуктами N-типа батареи HIT имеют более высокие требования к качеству кремниевых пластин. Необходимо тщательно выбирать поставщиков кремниевых пластин.
(2) Контроль чистоты поверхности кремниевой пластины после текстурирования: батарея HIT требует очень высокой чистоты поверхности кремниевой пластины, и необходимо сбалансировать чистоту кремниевой пластины и потребление связанных с ней химических веществ и воды.
(3) Контроль времени каждого процесса: до завершения нанесения аморфного кремния время и экологические требования к воздействию кремниевой пластины на батарею HIT являются серьезными. Следует обратить внимание на контроль каждого процесса Q-времени.
(4) Влияние непрерывности производства на оборудование для покрытий ТШО: покрытие ТШО должно обеспечивать непрерывную подачу, в противном случае воздействие на урожай и оборудование будет затронуто, особенно когда производственная линия будет введена в эксплуатацию, и сохранение непрерывности производства является серьезной проблемой.
(5) Непрерывная стабильность печати высоковязкой целлюлозы: при изготовлении аккумуляторов HIT вязкость пасты, вызванная большой вязкостью чернил, часто слишком велика и требует в несколько раз внимания обычных производственных линий.
(6) Стабильность натяжения сварочной ленты: окно со стабильным усилием растяжения является узким, а двойная стеклянная конструкция с двумя боковыми модулями выработки энергии дополнительно увеличивает сложность подключения серии батарей.
Кроме того, одним из важных факторов, влияющих на индустриализацию HIT, является проблема затрат. Согласно доктору Ян Лиу, первые четыре элемента стоимости спецификации для аккумуляторов HIT - это кремниевые пластины, проводящая серебряная паста, целевые материалы и бархатные добавки. В ответ на эти высокие затраты, Могут быть сделаны специальные сокращения, в том числе сокращение потребления сырья, локализация ключевого оборудования, локализация основного сырья и внедрение новых технологий.
5. Перспективы рынка аккумуляторов HIT
Сокращение затрат и повышение эффективности всегда были вечной темой отрасли фотоэлектричества. Благодаря непрерывному технологическому продвижению и продвижению политики в отрасли внимание общественности постепенно переходило на стоимость электроэнергии, в результате чего привлекали внимание высокоэффективные батареи. После того, как батарея PERC стала горячей точкой в отрасли, HIT Начальный прорыв в технологии батарей, преимущества эффективности затрат стали показывать, что в будущем будет эпоха PERC-батареи P-типа и батарея NIT типа HIT для фотоэлектрической промышленности.
