HJT的量产前提是什么?

最佳答案 匿名用户编辑于2022/12/23 11:33

高透高导低成本的 TCO 薄膜是 HJT 量产前提。

非晶硅钝化是异质结钝化结构的核心。硅锭切割产生硅片,其表面晶格受损而产 生大量的悬浮键,这些拥有大量固有缺陷的切片进入电池生产流程的时候,会使载流 子复合概率增大。异质结通过晶硅和非晶硅形成 PN 结,而非晶硅钝化能够使晶硅表 面缺陷处于不活跃状态,从而提高成品电池片的转换效率。

HJT 2.0 总体结构由正面至背面分别是复合 TCO 薄膜、N 型掺杂非晶硅薄膜(微 晶化)、本征非晶硅薄膜、N 型晶硅、复合本征非晶硅薄膜、P 型非晶硅、TCO 薄膜。

完成钝化接触的非晶硅几乎不具备横向导电性,因此引入了同时具备优异光、电 性能的 TCO 薄膜。目前异质结 TCO 薄膜制备方法一般有物理气相沉积(PVD)和 反应等离子体沉积(RPD)两种方法,PVD 应用更加广泛,其原理是电子在电场的 作用下,与氩原子发生碰撞,激发出二次电子和 Ar+,而后 Ar+在电场作用下被加速, 以高能量轰击靶材而发生能量交换,靶材表面溅射出原子,最终在异质结电池上沉积 成 TCO 薄膜,由其完成透光、导电功能。

靶材具备多样化的特点。根据不同的形状,靶材分为长靶、方靶、圆靶、管靶, 而根据不同的组成成分,靶材主要分为金属、合金、陶瓷靶材。不同构成的靶材其性 质大不相同,因此根据不同领域的不同需求,也衍生出多样化的靶材。

方靶主要应用于显示面板行业,圆靶主要用于半导体行业。异质结电池主要使用 旋转管靶,利用率一般大于 70%,而传统的方靶利用率在 35%左右。

TCO(Transparent Conductive Oxide)薄膜具备透明陷光和收集载流子双重 作用。TCO 薄膜能够在 380-780nm 范围内具有高透率,同时氧化物具备优良的导电 性而广泛应用于传感器、平板显示器、半导体等领域。Badeker 最早在 1907 年报道 了氧化镉(CdO)薄膜,是最早关于 TCO 薄膜的研究。TCO 薄膜一般带隙宽度大于 3eV,电阻率低于 10 -3Ω∙cm,可见光范围内平均透射率大于 80%。

氧化铟锡(ITO)是性能优良且成熟的靶材,应用最为广泛。其生成的 TCO 薄 膜电阻率可低至 10 -4Ω∙cm,可见光平均透射率达到 85%以上,同时还具备高硬度、 耐磨、耐化学腐蚀等特点。掺入 Sn 元素并不改变 In2O3 原本的晶体结构,而由于 Sn4+ 与 In3+半径不同而导致晶格略有差异,四价的 Sn4+取代三价的 In3+,贡献一个电子到 导带上,因此 ITO 薄膜中的载流子浓度相比 In2O3 有所提升,同时导带被电子占满, 价带电子只能向更高能级跃迁,因此有效带隙宽度变大,透光性能也有所改善。

铟价和铟金属的稀有性限制 ITO 靶材大规模应用。铟主要是锌矿的伴生金属, 无法形成具有工业价值的独立矿床,全球约有 95%的铟来自于锌矿生产。根据中国 铟资源动态物质流研究表明,2017 年我国查明铟储量为 18016 吨,2019 年中国原 生铟产量占比 39%。从消费端来看,全球铟消费量从 2000 年的 371 吨增长至 2019 年的 1760 吨,2019 年我国铟靶材制造消耗铟 133 吨,占国内总消费量的 70%。目 前我国铟价在 1500 元/kg 左右浮动。