异质结的类型（全方位解析异质结技术）

异质结的类型（全方位解析异质结技术）资料来源：迈为股份，招商证券 图5. HIT电池非晶硅薄膜PECVD工艺图 2. 制备非晶硅薄膜硅片在PECVD设备中制作钝化膜和PN结。HIT电池高效率的根源在于本征非晶硅薄膜优良的钝化效果。由于晶硅衬底表面存在大量的悬挂键，光照激发的少数载流子到达表面后容易被悬挂键俘获而复合，从而降低电池效率。此外，通过在硅片正面和背面沉积富氢的本征非晶硅薄膜，可以有效地将悬挂键氢化并降低表面缺陷，从而显著提高少子寿命，增加开路电压，最终提高电池效率。虽然每一层膜的厚度只有4-10nm，每1-2nm实现的功能和制备工艺却大不相同，因此本征和掺杂非晶硅薄膜需要在多个腔体中完成，PECVD中需要导入多腔室沉积系统。

图4. 三种量产电池工艺流程对比

资料来源：梅耶伯格，招商证券

1. 清洗制绒

与常规P型或者N型电池制造工艺类似，HIT电池也是以清洗制绒为电池制造的第一步，这一步骤的主要目的是清除N型衬底表面的油污和金属杂质，去除机械损伤层，形成金字塔绒面，陷光并减少表面反射。

2. 制备非晶硅薄膜

硅片在PECVD设备中制作钝化膜和PN结。HIT电池高效率的根源在于本征非晶硅薄膜优良的钝化效果。由于晶硅衬底表面存在大量的悬挂键，光照激发的少数载流子到达表面后容易被悬挂键俘获而复合，从而降低电池效率。此外，通过在硅片正面和背面沉积富氢的本征非晶硅薄膜，可以有效地将悬挂键氢化并降低表面缺陷，从而显著提高少子寿命，增加开路电压，最终提高电池效率。

虽然每一层膜的厚度只有4-10nm，每1-2nm实现的功能和制备工艺却大不相同，因此本征和掺杂非晶硅薄膜需要在多个腔体中完成，PECVD中需要导入多腔室沉积系统。

图5. HIT电池非晶硅薄膜PECVD工艺图

资料来源：迈为股份，招商证券

3. 沉积金属氧化物导电层（TCO）

图6. 镀膜技术分类

资料来源：新型TCO材料在光伏行业的应用前景

硅片沉积完非晶硅薄膜之后就进入SPUTTER(磁控溅射)或者RPD（离子反应镀膜）设备，沉积透明金属氧化物导电膜TCO。TCO纵向收集载流子并向电极传输。由于非晶硅层晶体呈无序结构，电子与空穴迁徙率较低，且横向导电性较差，不利于光生载流子的收集。因此需要在正面掺杂层上方沉积一层75-80nm厚的TCO，用于纵向收集载流子并向电极传输，TCO同时可以减少光学反射。

图7. SPUTTER磁控溅射原理图

资料来源：新型TCO材料在光伏行业的应用前景

图8. RPD离子反应镀膜原理图

资料来源：新型TCO材料在光伏行业的应用前景

TCO膜在可见光范围内（波长380-760nm）具有80%以上的穿透率，且电阻很低，其成分主要为In、Sb、Zn、Sn、Cd及其氧化物的复合体。目前应用最广泛的是ITO，SCOT，IWO，AZO。TCO制备存在SPUTTER(磁控溅射)或者RPD（离子反应镀膜）两种工艺，目前由于成本考虑大多选择SPUTTER(磁控溅射)工艺。

图9. 磁控溅射工艺与RPD离子反应镀膜工艺对比

资料来源：CNKI

4. 丝印固化

HIT电池生产的最后一步是丝印固化，制备金属电极并固化。考虑到HIT是低温工艺，不区分正银和背银，因此丝网印刷加低温固化的工艺相对比较简单，但是这一特性的缺点之一就是价格较高且消耗量较大，因此目前业内也有部分企业尝试使用镀铜工艺来制作电极。因为在镀铜工艺中不会使用到银浆，成本较为低廉。但即便如此该工艺也并未被广泛应用，因为工艺非常复杂，且废液排放存在严重的环保制约，使其推广受到了限制。

HIT电池的优势

1. 转换效率高

HIT电池高转换效率源于高开路电压，HIT电池的开路电压Voc可以接近750mV，而普通PERC电池则普遍低于700mV。

HIT电池的高开路电压来源于两点：

• 氢化本征非晶硅薄膜优良的钝化效果

• 光生载流子可以贯穿氢化非晶硅薄膜，因此不需要激光开膜和形成欧姆接触，可以有效减少复合

由于多主栅技术和光致再生技术的导入，目前HIT的研发效率普遍已经超过24%。