鈣鈦礦疊層電池：Topcon與HJT底電池比較分析

一般而言，相較于Topcon 電池,異質結電池與鈣鈦礦電池進行疊層更為理想。

一是異質結電池結構相比Topcon 電池本身更適合疊層: 因為鈣礦電池與異質結電池進行疊層，異質結電池表面本身就是 TCO，異質結電池的產線無需做更改,而Topcon 電池與鈣鈦礦電池進行疊層,Topcon 正面的氮化硅和氧化鋁由于是絕緣體不能導電,需要先把氧化鋁和化硅去掉,或加入進一步摻雜和鈍化工序

二是Topcon電池與鈣鈦礦電池進行疊層的話自身基于電流高的效率優勢會被浪費: 從實際量產效率來看,Topcon 和異質結相差不大，但效率的構成參數不同,異質結電池電壓高,電流低,Topcon 電池開壓不高,但電流比較高,主要原因為異質結表面 TCO 的透光性不如 Topcon 表面的氮化硅。如果做疊層電池，異質結受光面 TCO 依然是 TCO,Topcon 表面也需要變成 TCO,那么 Topcon 電池本身電流高的優勢就沒有了,理論上鈣鈦礦-Topcon 疊層電池的效率相比 HIJT-鈣鈦礦疊層電池更低。不過鈣鈦礦-Topcon 疊層電池依然值得關注，2022年6月,澳大利亞國立大學 Klaus Weber，北京大學周歡萍以及晶科能源 PeitingZheng等人使用 Topcon晶硅電池作為底部電池,以及鈣鈦礦薄膜作為頂部電池制備了單片鈣鈦礦/Topcon 層器件。該器件的效率為 27.6%。

三是鈣鈦礦/HJT 層電池為串聯結構,輸出超高電壓提高轉換效率。鈣鈦礦與異質結具有良好的疊層電池匹配度,可形成較單結 PSCs 效率更高的疊層電池,異質結是指將P型半導體與N 型半導體制作在同一塊硅基片上,在交界面形成的空間電荷區(PN結),具有單向導電性。具有本征非晶層的硅異質結電池片中同時存在晶體和非晶體級別的硅,非晶硅能更好地實現鈍化效果,提高開路電壓和轉換效率。層電池根據禁帶寬度從小到大,可依次將不同材料按從底向頂順序而組成疊層電池上面是鈣鈦礦電池,底下是異質結電池,鈣鈦礦吸收中短波長的光，中長波的光透過鈣鈦礦由異質結吸收,通過光學和疊層的設計來輸出超高電壓。在轉化率貢獻上,異質結可以貢獻 25%-26%的轉化率,而鈣鈦礦層則是增加其 3%-5%增量效益。值得注意的是，由于鈣鈦礦電池與硅異質結電池均為 P-N 結構，如果將二者直接串聯,接觸界面會形成反 PN 結,導致電壓相互抵消而不導電,需要增加過渡層，隧穿結或過渡層也是 P-N 結構，過渡層需要同時滿足可導電、透光性好、有一定厚度幾個條件，來聯接兩個子電池。

消息來源?：鈣鈦礦學習、銀創智庫

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