(PERC之外,N型高效电池是个什么GUI?_N型太阳能电池)

时间:01月05日 来源:光伏发电系统 访问:
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 由于晶硅太阳电池成熟的工艺和技术、高的电池转换效率及高达25年以上的使用寿命,使其占据全球光伏市场约90%份额。理论上讲,不管是掺硼的P型硅片还是掺磷的N型硅片都可以用来制备太阳能电池。但由于太阳能电池是基于空间航天器应用发展而来的,较好的抗宇宙射线辐照能力使得P型晶硅电池得到了充分的研究和空间应用[1]。技术的延续性使目前地面用太阳能电池90%是掺硼P型晶硅电池[2]。而且,研究还发现N型晶硅电池由于p+发射结均匀性差导致填充因子较低[3,4],并且长期使用或存放时,由于发射结表面钝化不理想等原因电池性能会发生衰退[5]。另外,B2O3的沸点很高,扩散过程中始终处于液态状态,扩散均匀性难以控制,且与磷扩散相比,为了获得相同的方块电阻需要更长的时间和更高的温度,导致材料性能变差[6]。所以与在N型硅片上形成掺硼p+发射结在工业生产中比较困难。

 
然而,地面应用并不存在宇宙射线辐照的问题,而且随着技术的发展,原来困扰N型晶硅电池的发射结浓度分布、均匀性、表面钝化等技术难题已经解决。随着市场对电池效率的要求越来越高,P型电池的效率瓶颈已越发明显。N型晶硅电池由于其高少子寿命和无光致衰减等天然优势,具有更大的效率提升空间和稳定性,成为行业关注和研究的热点。根据图1和2国际光伏技术路线图ITRPV2015的预测[7],随着背接触(BC)、异质结(HIT)等电池新结构,及激光、离子注入等新技术的引入,N型单晶电池的效率优势会越来越明显,且单晶硅在今后几年的市场份额会逐步增加,到2025年将超过多晶硅,占据光伏市场份额首位,其中80%以上为N型单晶。表1列举了Panasonic,SunPower,Sharp不同电池结构实验室的电池转化效率记录,大面积HBC电池最高效率已达到25.6%[8],展现了强大的发展潜力。

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