光伏產業鏈快速發展的本質是技術驅動降本提效,這一點在電池片領域體現的尤為明顯。早期 Al-BSF 技術在光伏電池市場一直獨秀,轉化效率約為 20%左右。目前市場上主流的 PERC電池光電轉化效率已實現 23%,2019 年隆基已可將 PERC 電池效率提升至 24.06% ,而PERC 電池理論極限效率在 24.5%。
N 型電池優勢顯著,有望接替 P 型成為主流。晶硅太陽電池可以用傳統 P 型硅片,也可以用N 型硅片來制作。P 型電池最主要的問題在于硼氧對引起的衰減,而摻磷的 N 型電池硼含量極低,從本質上消除了硼氧對帶來光致衰減的影響。此外采用 N 型硅作襯底,具有少子壽命高、對金屬雜質的容忍度高,適合雙面電池設計(雙面率 90%)等優點。目前產業界量產平均轉換效率大于 23%的電池均為 N 型電池(N-PERT、TOPCON、HIT 等)。
TOPCON 較傳統 PERC 工藝上疊加,步驟達 12-13 步。首先 TOPCON 增加了硼擴散工藝,在普通化學制絨的 N 型 Si 片上,通過硼磷管式共擴散制備正面 P 型發射結和 N 型背面,然后通過 PECVD 技術在前后表面制備鈍化層和減反膜。在此基礎上,TOPCON 還需要增加隧道結制備、離子注入、退火清洗等工藝,超薄氧化層可以使多子電子隧穿進入多晶硅層同時阻擋少子空穴復合,進而電子在多晶硅層橫向傳輸被金屬收集,從而極大地降低了金屬接觸復合電流,提升了電池的開路電壓和短路電流。