導(dǎo)讀：一個(gè)澳俄研究小組開發(fā)了一種基于p型摻鎵晶片的硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池，其效率為22.6%，穩(wěn)定性更高。科學(xué)家們堅(jiān)信，這些晶圓可能會(huì)在未來(lái)十年內(nèi)成為SHJ細(xì)分市場(chǎng)的主流解決方案。

來(lái)自澳大利亞新南威爾士大學(xué)(UNSW)和俄羅斯異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能組件生產(chǎn)商HevelSolar的一組科學(xué)家開發(fā)了一種新型氫化工藝，據(jù)稱該工藝有可能提高p型異質(zhì)結(jié)(SHJ)的穩(wěn)定效率基于摻鎵硅片的太陽(yáng)能電池。

太陽(yáng)能行業(yè)通常適用的n型磷-摻雜切克勞斯基-生長(zhǎng)的硅（CZ-Si）的生產(chǎn)SHJ細(xì)胞的晶片，這些保證沒(méi)有易感性硼氧光誘導(dǎo)降解（BOLID）是典型的p型摻硼晶片會(huì)隨著時(shí)間的推移嚴(yán)重影響SHJ電池的性能。N型晶圓確保了更高的穩(wěn)定性，但是，它們目前的生產(chǎn)成本比p型晶圓更昂貴，而后者是制造PERC電池的主流解決方案。這意味著使用p型晶圓可能會(huì)進(jìn)一步降低異質(zhì)結(jié)技術(shù)的成本，因?yàn)榫A成本仍占電池總成本的40%。

然而，為了與n型器件競(jìng)爭(zhēng)，p型異質(zhì)結(jié)電池必須表現(xiàn)出改進(jìn)的性能。我們?cè)诖笠?guī)模生產(chǎn)中用于解決p型PERC太陽(yáng)能電池中的LID和LeTID的先進(jìn)氫化技術(shù)(AHT)可用于p型SHJ太陽(yáng)能電池，以在使用摻硼p型Cz晶片時(shí)解決BOLID，研究合著者布雷特哈勒姆表示，盡管在這項(xiàng)工作中摻鎵和n型SHJ太陽(yáng)能電池是穩(wěn)定的并且不需要提高穩(wěn)定性的工藝，但我們已經(jīng)證明這些相同的工藝可以提高摻鎵和n型SHJ的效率太陽(yáng)能電池絕對(duì)值降低了0.4-0.7%。

研究小組解釋說(shuō)，ShinEtsu的鎵摻雜專利(US6815605B1)的到期鼓勵(lì)太陽(yáng)能行業(yè)采用p型摻鎵Cz-Si晶圓，并將其描述為SHJ細(xì)分市場(chǎng)的潛在主流解決方案。下一個(gè)十年。

在Hevel運(yùn)營(yíng)的現(xiàn)有SHJ生產(chǎn)線上，使用新的先進(jìn)氫化工藝(AHP)開發(fā)了兩種太陽(yáng)能電池，使用分別摻雜硼(B)和鎵(Ga)的156.75x156.75mmp型晶片。第一批產(chǎn)品由中國(guó)制造商隆基提供，第二批由晶圓制造商中美硅(SAS)提供。科學(xué)家們還構(gòu)建了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的n型SHJ器件作為參考。

所有晶片最初都用氫氧化鉀(KOH)鋸損傷蝕刻和KOH各向異性紋理處理。B摻雜的氫化非晶硅(a-Si:H)層沉積在晶片的背面，然后使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)物質(zhì)在晶片的正面沉積本征和P摻雜的a-Si:H層氣相沉積(PECVD)。在最后一步中，通過(guò)物理氣相沉積在兩側(cè)沉積銦錫氧化錫(ITO)透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層。

據(jù)科學(xué)家介紹，用B摻雜晶片構(gòu)建的電池表現(xiàn)出20.5%的效率和719.6mV的開路電壓，而Ga摻雜器件的效率為22.6%，填充因子為78.2%,730mV的開路電壓并且在光浸泡期間沒(méi)有退化。摻鎵SHJ太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率仍然低于n型參考電池，這主要是由于填充因子(FF)降低了，俄澳集團(tuán)肯定地說(shuō)。需要進(jìn)一步的工作來(lái)克服這種FF限制，以促進(jìn)高效的摻鎵SHJ太陽(yáng)能電池。

我們已經(jīng)與許多n型SHJ太陽(yáng)能電池制造商展示了這種多功能工藝，并且有可用的商業(yè)工具，這些工具已經(jīng)在工業(yè)n型SHJ太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)中實(shí)施，Hallam說(shuō)，他指的是該過(guò)程直接適用于工業(yè)生產(chǎn)。我們可能需要做更多的工作來(lái)了解具有不同工具集和加工條件的不同SHJ太陽(yáng)能電池制造商的確切要求。

仍然必須進(jìn)行成本評(píng)估。成本與解決p型PERC電池中的LID/LeTID的方法以及為工業(yè)n型SHJ太陽(yáng)能電池和TOPCon太陽(yáng)能電池實(shí)施先進(jìn)的氫化工具時(shí)的成本相同，新南威爾士大學(xué)的研究人員說(shuō)。

據(jù)他介紹，p型SHJ太陽(yáng)能電池的潛在問(wèn)題可能是晶圓質(zhì)量。但對(duì)于任何用于SHJ太陽(yáng)能電池制造的晶片，無(wú)論是p型還是n型，都是如此，他強(qiáng)調(diào)說(shuō)，即使對(duì)于具有幾毫秒起始?jí)勖膎型晶圓，我覺(jué)得我們真的應(yīng)該添加像吸氣這樣的預(yù)處理。

太陽(yáng)能電池和相關(guān)的氫化過(guò)程在RRLSolar發(fā)表的論文《StabilityStudyofSiliconHeterojunctionSolarcellsfabricatedwithGallium-andBoron-dopedSiliconWafers》中介紹。