干货！IBC电池技术介绍与产业化探索|杏彩体育官网

1．IBC电池概述及发展1．1IBC电池讲解IBC（Interdigitatedbackcontact指交叉腹认识）电池是指正负金属电极呈叉指状方式排序在电池腹光面的一种背结背认识的太阳电池结构，它的p－n结坐落于电池背面，电流归属于二维传输模型。MWT、EWT也归属于腹认识太阳电池，但因其p－n结坐落于电池正面，故称作前结背认识太阳电池。IBC电池的结构如图1，一般以n型硅作为基底，前表面是n＋的前场区FSF，腹表面为叉指状排序的p＋发射极Emitter和n＋背场BSF。

前后表面皆使用SiO2／SiNx叠层膜作为腐蚀层。正面无金属认识，背面的于是以负电极认识区域也呈叉指状排序。IBC电池的结构如图1，一般以n型硅作为基底，前表面是n＋的前场区FSF，腹表面为叉指状排序的p＋发射极Emitter和n＋背场BSF。前后表面皆使用SiO2／SiNx叠层膜作为腐蚀层。

正面无金属认识，背面的于是以负电极认识区域也呈叉指状排序。FSF的起到是利用场腐蚀效应减少表面少子浓度，从而减少表面填充速率，同时还可以减少串联电阻，提高电子传输能力，可通过磷蔓延或离子注入等技术构成；背面Emitter的起到是与n型硅基底构成p－n结，有效地分离出来载流子，可以通过硼蔓延或旋涂的方式制取；背面BSF主要是与n型硅构成强弱结，诱导构成p－n结，强化载流子的分离出来能力，可通过磷蔓延或离子注入构成；背面p／n交错的叉指状结构的构成是IBC电池的技术核心，可通过光刻、掩膜、激光等方法构建。▲图1．IBC电池结构示意图［1］1．2IBC电池发展过程1975年Schwartz等人明确提出了背认识的概念，之后经过多年的研究发展，人们研发出有了指交叉式的IBC太阳电池，最初此类电池主要应用于聚光系统。

1984年，Swanson等人报导了与IBC类似于的点接触（PointContactCell，PCC）太阳电池，并在88倍聚光系统下获得19．7％的切换效率，与长时间IBC电池比起，工艺过程更加简单，容易大规模推展。第二年，Verlinden等人在标准光照下，制取出有效率21％的IBC太阳电池。1997年，SunPower公司和斯坦福大学研发的IBC电池，在1个光照下获得23．2％的切换效率。

2004年，SunPower公司使用点接触和丝网印刷技术研发出有第一代大面积（149cm2）的IBC电池A－300，电池效率为21．5％。2007年，SunPower公司经过对原先A－300IBC电池工艺的优化和改良，研发出可量产的平均值效率22．4％的第二代IBC电池。

2014年，SunPower公司在n型CZ硅片上制取的第三代IBC太阳电池，最低效率超过25．2％。目前在IBC电池的研究基础上，人们也在尝试将IBC电池与其它电池互为融合的研发思路，如HBC（HeterojunctionBackContact）电池是将HIT异质结电池与IBC结合的结构，在2017年早已报导出有了26．6％的电池切换效率。

2．IBC电池的优势及挑战2．1优势IBC电池发射区和基区的电极皆正处于背面，正面几乎无栅线遮盖，因为这种类似的结构设计，使它具备以下优势：1）电池正面无栅线遮盖，可消除金属电极的遮阳电流损失，构建入射光子的仅次于利用化，较常规太阳电池短路电流可提升7％左右；2）于是以负电极都在电池背面，不用考虑到栅线遮盖问题，可必要加高栅线比例，从而减少串联电阻，提升FF；3）由于正面不必考虑到栅线遮阳、金属认识等因素，可对表面腐蚀及表面陷光结构展开线性规划的设计，可获得较低的前表面填充速率和表面光线，从而提升Voc和Jsc；4）外形美观，特别是在限于于光伏建筑一体化，具备较好的商业化前景；2．2挑战虽然IBC电池不存在很多优点，但同时它也面对很多挑战：1）对基体材料拒绝较高，必须较高的少子寿命。因为IBC电池归属于背结电池，为使光生载流子在抵达背面p－n结前尽可能少的或几乎不被填充掉，就必须较高的少子蔓延长度。2）IBC电池对前表面的腐蚀拒绝较高。

如果前表面填充较高，光生载流子在未抵达背面p－n结区之前，已被填充掉，将不会大幅度减少电池切换效率。3）工艺过程简单。背面指交叉状的p区和n区在制作过程中，必须多次的掩膜和光刻技术，为了避免漏电，p区和n区之间的gap区域也须要十分精准，这毫无疑问都减少了工艺可玩性。

4）IBC简单的工艺步骤使其制作成本远高于传统晶体硅电池。正是因为上述挑战，使得IBC电池的产业化之路充满著妨碍。目前中来光电早已已完成IBC电池核心技术的研发过程，正在积极探索IBC电池的产业化发展。3．中来IBC电池产业化进展IBC电池的核心技术之一是其背面电极的设计，因为它不仅影响电池性能，还必要要求了IBC组件的制作工艺。

按照电极设计的有所不同，中来IBC电池包括三种主要类型，如图2右图。

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