异质结电子技术起点效率23%，具有天然的双面性！上海市太阳能学会理事长沈文忠教授提出新技术

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“第十三届亚洲光伏创新合作论坛暨展览会”于2018年9月4日在上海召开。

上海市太阳能学会理事长、上海交通大学太阳能研究所所长沈文忠出席会议并致辞。

以下为发言实录：

非常高兴，跟大家介绍一下太阳能电池的技术路径。今天我跟大家抛一个新的技术，是一个有前途的技术，叫异质结电子技术。

我想讲四个方面的内容，异质结现在的起点效率是23%，下一步的发展计划是25%、27%，再过两三年或者三五年的目标是超过30%。我们中国这么一个光伏的强国要布局相关的研发开发计划，当然我会介绍一下技术发展的情况。

先讲产业发展的现状，这个技术其实不是一个太新的技术，在2014年的时候，我就跟我的博士写了一本书，《晶硅异质结太阳能电池物理器件》。现在做得最好的是三洋，现在的松下。

为什么讲这个技术比较有兴趣的呢？这个技术工艺路线比传统电池还短了两步，这种电池的技术路径只有四个步骤。最大的问题是什么？当初的技术还没有突破，技术都掌握在日本人的手里，而且基本上是封闭的，我们这本书也是国内第一本写技术的书，因为日本报告的资料非常少，所以通过我们的探索，结合一些论文和实践，写了这么一本书。又是低温的工艺，一开始是技术的问题，通过这几年的探索，我们国家部署了863的计划以后，窗户纸我认为是捅破了，接下来是产业化。

在国际上有这么几家公司在量产，规模跟国内的市场比较少，大概是在2个GW左右，国内也有很多企业在进入，基本上都是在几百兆瓦，现在在发展当中，汉能做的比较多一些。工艺设备，这里列出三种，国内的公司选用的设备供应商的情况，有国产的，也有进口的，当然现在以进口的为主。

那么做得最早的还是松下，可以做到25.6%，这是他们的组件，他们的产品还是小电子的，中国的还是大寸。我们从2012年开始，当时建立了2兆瓦的中试线，2016年发布了新产品。我们在2017年开始，跟一个团队的老总在创业，我们作为技术支持。到5月份的数据，可以到22.8%，年底目标做到23%的水平，最高水平做到23.4%。在产业化当中非常适合背面结电池。这种背面结的技术，填充因子，包括对提高电子的电流还是有一定好处的。不管是背面结还是正面结，特别是背面结，对硅片的质量要求是非常高的。

当然在工艺上有些进展，近几年引进的臭氧的清洗，减少了环保的压力。第二个应用是HWCVD，有点是可以高效地分解氢气，产生很高密度的H原子，高密度H原子存在原则上有利于钝化。

TCO的改进，其实是一个非常重要的话题。日本三洋采取了RPD的技术。从材料的选择讲起来，可以选择其它金属的氧化物，日常长洲做的一个结构。多主栅技术和无主栅技术，无主栅技术。铜金属化，工艺相对复杂一点，面对环保的问题。所以要么采取多主栅技术，或者无主栅技术。50%的银线异质结上可以做到23，如果用铜的话，是22.5%，差了0.5%的水平。

载流子选择性钝化接触技术，正是因为硅异质结电池具备选择性钝化接触特性，最高开路电压可达750MV，最高效率达到25.1%。但是不是可以材料拓展，用适当的材料都可以来选择。大家可以看到有很多种金属氧化物材料。使用磷掺杂的硅薄膜实现电子选择性接触。

提高异质结的短板，它的电流比较小。异质结最大的是薄片化，硅异质结电话效率不随硅片厚度的减薄而降低，新型金融化技术有利于薄片化。当然能不能更薄？已经有很多实验做了，从实验上来讲，从100微米变到20个微米，当然还要保持电流的增加还要考虑钝化的效率。50微米以下的硅片电池有很多优点，但也有缺点。我们这里做了一个实验，我们把硅片减薄到30，它的吸收性能非常好，几乎跟理论极限一样。现在做的结果不是太理想，在38微米的硅片上大概可以做到15的效率。

怎么样实现更高的效率，其实23%是一个门槛，但更高的25，甚至突破30都是有可能的。我们认为未来两年，23.5%到24.5%的异质结技术在中国大陆上一定能实现。更高的效率要借助于集成电池，集成电池其实是一个古老的话题，这不是太困难的事情。突破30%，国际上最近的研究进展很多，最新的工作是25.2%，这是公开发表的，如果从报道来讲，牛津大学分离出来的牛津光谱，他们已经宣布做到27.2%，他们计划到2020年要做到30%。这一块是欧洲人快速发展的方向。当然前景在户用，在分布式上面有很大的应用。这种电池是天然的双面性，异质结电池95%是没有问题，甚至有公司现在可以做到98%，也就是说正面和背面差不多了，可以做一个最高效最先进的组件技术的组件。

我们认为电池的发展趋势确实告诉我们，2015年的时候，我们认为双面和单面差不多的，但现在看来双面的优势是非常明显的，特别是今年的“领跑者”50%以上用的是双面。再过十年来看，是不是单面基本上没有机会了，90%以上都是双面了。

谢谢大家。

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