基于RF-PECVD的HJT电池量产化技术开发

陶科，杨宝海，闫宝杰

营口金辰机械股份有限公司

E-mail: taoke@jinchenmachine.com

报告摘要

晶体硅异质结太阳电池（HJT）因其转换效率高、低温度系数、高双面率、低温工艺及工艺制程短等优点吸引了产业界越来越多的关注。一方面，HJT电池采用本征非晶硅/掺杂纳米晶硅薄膜的复合膜层对晶体硅正背面进行钝化，有效降低了表面复合速率，电池的开路电压可以超过752mV。另一方面，HJT电池也是硅基高效叠层电池最佳的底电池，目前以HJT电池为底电池的晶体硅/钙钛矿叠层电池转换效率达到了34.6%，创下了晶体硅基的两叠层电池的新纪录。然而，HJT电池在大规模量产方面还面临几个问题：一方面，单GW设备投入金额大；以及HJT电池所需要的透明导电氧化物靶材、低温银浆成本高昂；这些因素使得HJT电池的度电成本居高不下，妨碍了HJT电池的商业化进程。

金辰股份围绕HJT电池的核心装备RF-PECVD不断深耕，通过对真空设备提参建模并结合工艺数据反馈，不断改进设备的结构设计，进而提升PECVD大面积镀膜均匀性（非均匀性≤8%@电极面积5.9 m²）。在钝化方面，通过调控本征非晶硅各层薄膜的微结构因子、生长速率及氧掺杂浓度，分别在晶体硅正、背面获得了良好的表面钝化；在掺杂纳米晶硅薄膜(nc-Si:H(O,C))的制备方面，一方面，基于真空镀膜的基本物理化学反应，建立了纳米晶硅薄膜的高速生长工艺，平均镀膜速率超过0.2nm/s，另一方面，高效界面处理技术不仅使得纳米晶硅薄膜保持较高的晶化率，而且大幅改善了nc-Si:H(O,C)/ITO界面性能，从而显著提升了电池的填充因子。目前，金辰股份的650MW量产型PECVD平均转换效率超过25.3%。这些工作在一定程度上促进了HJT电池的提效降本，进而推动HJT电池的产业化进程。