雖然晶硅光伏已經(jīng)占據(jù)了光伏市場的絕大部分份額，但其即使研發(fā)并沒有停滯下來。作為研發(fā)最新方向的高效晶體硅太陽能電池技術(shù)，目前基本已經(jīng)有商業(yè)化的產(chǎn)品問世。下面我們就來盤點一下這幾款已經(jīng)商業(yè)化的高效晶體硅太陽能電池...

1、硅太陽能電池能量損失機理

目前研究成果表面，影響晶體硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的原因重要來自兩個方面：①光學(xué)損失.包括電池前表面反射損失、接觸柵線的陰影損失以及長波段的非吸收損失，其中反射和陰影損失是可以通過技術(shù)措施減小的，而長波非吸收損失與半導(dǎo)體性質(zhì)有關(guān)；②電學(xué)損失.它包括半導(dǎo)體表面及體內(nèi)的光生載流子復(fù)合、半導(dǎo)體和金屬柵線的體電阻以及金屬-半導(dǎo)體接觸（歐姆接觸）電阻損失。

相對而言，歐姆損失在技術(shù)上比較容易降低，其中最關(guān)鍵的是降低光生載流子的復(fù)合，它直接影響太陽電池的開路電壓。而提高電池效率的關(guān)鍵之一就是提高開路電壓Voc。光生載流子的復(fù)合重要是由于高濃度的擴散層在前表面引入了大量的復(fù)合中心。

此外，當(dāng)少數(shù)載流子的擴散長度與硅片的厚度相當(dāng)或超過硅片厚度時，背表面的復(fù)合速度Sb對太陽電池特性的影響也很明顯。而從商業(yè)太陽電池來看，為了降低太陽電池的成本和提高效率，現(xiàn)在生產(chǎn)廠家也在不斷地減小硅片的厚度，以降低原材料的價格.因此必須有減少前、背兩個表面的光生載流子復(fù)合的結(jié)構(gòu)和措施.

2、高效晶體硅太陽能電池技術(shù)

2.1、背接觸電池IBC/MWT/EWT

（1）IBC電池（PCC電池）

背接觸電池是由Sunpower公司開發(fā)的高效電池，其特點是正面無柵狀電極，正負極交叉排列在背面，量產(chǎn)效率可達19%～20%。

這種把正面金屬柵線去掉的電池結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點：（1）減少正面遮光損失，相當(dāng)于新增了有效半導(dǎo)體面積，有利于新增電池效率；（2）有可能大大降低組件裝配成本，因為全部外部接觸均在單一表面上；（3）從建造結(jié)構(gòu)的觀點看來供應(yīng)了增值，因為匯流條和焊線串接存在引起的視覺不適被組件背面所替代。

由于光生載流子要穿透整個電池被電池背表面的pn結(jié)所收集，故IBC電池對硅片本身的質(zhì)量要求較高，需采用載流子壽命較高（純度較高）的硅晶片材料，一般采用質(zhì)量較高的n型FZ單晶硅作為襯底材料。正面采用氧化硅或氧化硅/氮化硅復(fù)合膜與n+層結(jié)合作為前表面電場，并形成絨面結(jié)構(gòu)以抗反射。

背面利用擴散法做成p+與n+交錯間隔的交叉式接面，并通過在氧化硅上開金屬接觸孔，實現(xiàn)電極與發(fā)射區(qū)或基區(qū)的接觸。交叉排布的發(fā)射區(qū)與基區(qū)電極幾乎覆蓋了背表面的大部分，十分有利于電流的引出。結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1（a）IBC電池基本結(jié)構(gòu)圖

圖1（b）IBC電池基本結(jié)構(gòu)圖

這種背電極的設(shè)計實現(xiàn)了電池正面零遮擋，新增了光的吸收和利用。但制作流程也十分復(fù)雜，工藝中的難點包括P＋擴散、金屬電極下重擴散（絲印光阻）以及激光燒結(jié)等。

IBC電池的工藝流程大致如下：

清洗→制絨→擴散（n＋）→絲印刻蝕光阻→刻蝕P擴散區(qū)→擴散（p＋）→減反射鍍膜→熱氧化→絲印電極→燒結(jié)→激光燒結(jié)