光伏電池發電原理。光伏發電是一種把太陽能轉化為電能的過程,其發電原理是太陽光照在半導體P-N結上,形成新的空穴-電子對,在P-N結內建電場的作用下,N區的光生空穴流向P區,P區的光生電子流向N區,形成從N到P的光生電動勢,從而使P端電勢升高,N端電勢降低,接通電路后就形成P到N的外部電流。電流可以送往蓄電池中存儲起來,也可以直接推動負載工作。
TCO薄膜沉積:PVD是主流,RPD效率高價格貴。制備透明導電氧化層(TCO)薄膜,是用作減反射層和橫向運輸載流子至電極的導電層。TCO最關鍵的指標是透過率和電阻率,透過率越高且電阻率越低,對于入射光的利用和轉換效率越好。透過率與電阻率對立,導電性好意味著載流子濃度高,而載流子濃度高會造成近紅外區域吸收增加,則透過率降低。制備TCO目前有PVD和RPD兩種方式,更主流的為PVD(PhysicalVapor Deposition)即物理氣相沉積,其基本原理是輝光放電產生的氬離子轟擊陰極靶材,靶材被濺射出來而沉積到基板表面。RPD(Reactive plasma deposition)即反應等離子體沉積,是由日本住友公司開發的一種低溫、低損傷TCO薄膜鍍膜工藝,其制備的TCO薄膜結構更加致密、結晶度更高、導電性和透光性更好。但目前住友公司對RPD核心設備具有壟斷優勢,能帶來0.5%左右的效率提升,但其成本相對較高。
薄膜沉積工藝帶來巨大的發展潛力。由于HJT電池采用的是薄膜沉積工藝,這就使得其可以和IBC或者鈣鈦礦電池結合,技術的相融性決定了其具有很大的發展潛力。IBC和HJT的結合結構是采用非晶硅鈍化層結構或隧穿鈍化層來形成HBC結構,HBC電池同時具備了IBC電池的高短路電流以及HJT電池的高開壓,實驗室轉換效率高達26.63%,其發展潛力已得證明。鈣鈦礦和HJT的結合能夠更加高效地利用太陽光中高能的藍光部分,理論轉換率的極限為43%。截至2021年2月,牛津光伏公司在其實驗室的鈣鈦礦硅異質結串聯結構電池的效率再創新高,達到29.52%。在量產方面,截至2021年2月,國家電投中央研究院所屬新能源科技有限公司研發的、具有完全自主知識產權的“高效晶體硅銅柵線異質結光伏電池(C-HJT)”最高量產效率已達24.53%。