2019年异质结电池HIT行业分析报告
异质结电池简介
异质结电池简介HIT是 Heterojunction with Intrinsic Thin－ layer 的缩写，意为本征薄膜异质结，因 HIT 已被日本三洋公司申请为注册商标，所以又被称为HJT或 SHJ（ Silicon Heterojunction solar cell）。
1992 年三洋公司的Makoto Tanaka和 Mikio Taguchi 第一次成功制备了HIT（ HeterojunctionwithIntrinsic ThinLayer）电池。
日本 Panasonic 公司于 2009 年收买三洋公司后，连续HIT 电池的开发。
HIT电池结构，中间衬底为N 型晶体硅，经过PECVD方法在 P 型 a-Si和 c-Si 之间插入一层10nm 厚的 i-a-Si 本征非晶硅，在形成pn 结的同时。
电池反面为20nm 厚的本征 a-Si：H 和 N 型 a-Si：H 层，在钝化表面的同时能够形成背表面场。
因为非晶硅的导电性较差，所以在电池双侧利用磁控溅射技术溅射TCO膜进行横导游电，最后采纳丝网印刷技术形成双面电极，使得 HIT 电池有着对称双面电池结构。
开路电压大的原由：除了混杂浓度差形成的内建电池外；资料的禁带宽度的差异也会进一步增添电池的内建电势。
在电池正表面，因为能带曲折，阻拦了电子向正面的挪动，空穴则因为本征层很薄而能够隧穿后经过高混杂的 p＋型非晶硅，组成空穴传输层。
相同，在背表面，因为能带曲折阻拦了空穴向反面的挪动，而电子能够隧穿后经过高混杂的n＋型非晶硅，组成电子传输层。
经过在电池正反两面堆积选择性传输层，使得光生载流子只好在汲取资猜中产生富集而后从电池的一个表面流出，进而实现两者的分别。
最常有的是p 型硅基异质结太阳能电池，其宽泛应用于光伏家产，因为p型硅片是常有的光伏资料且以 p 型单晶硅为衬底的电池接触电阻较低，可是因为硼和空隙氧的存在，使得以 p 型单晶硅为衬底的太阳电池有较严重的光照衰减问题。
电池产业调研报告
电池产业调研报告1. 背景介绍电池作为储能装置，广泛应用于各个领域，如消费电子、电动车、储能系统等。
近年来，随着可再生能源的发展和电动化的推进，电池产业迎来了蓬勃的发展机遇。
本报告将对电池产业进行深入调研，探讨其现状、问题以及未来发展方向。
2. 电池产业现状2.1 市场规模根据市场研究公司的数据，全球电池市场规模在过去几年持续增长。
2019年，全球电池市场规模达到了1000亿美元，预计未来几年将保持稳定增长。
2.2 主要企业目前，电池产业中主要的企业主要集中在亚洲地区，如中国、韩国和日本。
以锂离子电池为例，三星SDI、LG化学和松下等公司是该领域的领军企业。
2.3 技术发展在技术方面，电池产业在过去几年取得了重大的进展。
锂离子电池、钠离子电池、固态电池等新型电池技术不断涌现，为电池的能量密度和安全性提供了更好的解决方案。
3. 电池产业存在的问题3.1 能量密度目前，电池产业面临着能量密度的挑战。
虽然新型电池技术的问世提高了电池的能量密度，但仍然无法满足某些领域的需求，比如电动车的续航里程。
3.2 成本电池的成本一直是制约其发展的关键问题。
虽然随着产能的扩大和技术的进步，电池的成本逐渐下降，但相比于传统能源储存方式，如化石燃料，电池仍然存在一定的成本差距。
3.3 环境影响电池的生产和处理过程对环境造成一定的影响。
例如，锂离子电池的生产过程使用了大量的稀缺资源，如锂、钴等。
同时，电池的废物处理也存在一定的难题，如废旧电池的回收和处理。
4. 电池产业的发展方向4.1 提高能量密度为了满足更高的能量需求，电池产业需要不断提高能量密度。
在新型电池技术的不断发展和优化下，相信未来电池的能量密度将得到进一步提升，满足更多领域的需求。
4.2 降低成本电池产业需要通过技术进步和规模效应来降低成本。
同时，政府和企业应该加大对电池产业的支持力度，通过补贴和税收政策等手段降低电池的成本。
4.3 推动可持续发展电池产业需要在环境和可持续性方面进行改进。
hit电池概念
hit电池概念
HIT 电池又称为异质结电池，全称为“晶体硅异质结太阳能电池”，是一种高效晶硅太阳能电池结构。
它综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势，具有转换效率高、制造工艺简单、薄片化、温度系数低、无光衰、双面发电、弱光响应好等特点。
HIT 电池的核心工艺是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜，实现晶体硅和非晶硅的异质结。
这种结构可以有效地减少光损失，提高光电转换效率。
此外，HIT 电池还采用了背面电极技术，进一步提高了电池的转换效率。
HIT 电池具有广阔的应用前景，特别是在光伏领域。
随着全球对清洁能源的需求不断增加，HIT 电池作为一种高效、环保的太阳能电池技术，有望在未来得到更广泛的应用和发展。
异质结工艺及设备国产化
硅片在PECVD设备中制作钝化膜和PN结。HIT 电池高效率的根源在于本征非晶硅薄膜优良的 钝化效果。此外，通过在硅片正面和背面沉积 富氢的本征非晶硅薄膜，可以有效地将悬挂键 氢化并降低表面缺陷，从而显著提高少子寿命 ，增加开路电压，最终提高电池效率。
TCO沉积
硅片沉积完非晶硅薄膜之后就进入 SPUTTER(磁控溅射)或者RPD（离子反应 镀膜）设备，沉积透明金属氧化物导电膜 TCO。TCO纵向收集载流子并向电极传输 。
制造工艺流程
TOPCon
电池采用 N 型硅片，需要在 PERC 产线上增加硼扩设备，背面的隧穿层 和掺杂多 晶硅层，分别采用原位热氧和原位掺杂的方式在 LPCVD（低压化学气相沉积） 中 沉积，因此还需要在 PERC 产线上增加 LPCVD 和湿法刻蚀设备
HIT
电池由于采用晶硅/非晶硅异质结结构，最高工艺温度不能超过非晶硅薄膜形成温度 （<200℃）。低温工艺对设备材料等提出更高要求，投资成本较高是PERC 2~4 倍 。但 HIT 电池天然的对称结构有利于自动化生产，减少生产步骤更适合大规模生产 。
优势
1.结构对称，易于实现薄片化
2.低温工艺能耗低，可双面发电， 且制造工艺简单
3.开路电压高，转换效率高
4.温度系数低。光照升温下功率输 出优于常规电池低
5.无LID（光衰）和PID（电位诱发 衰减）
异质结技术介绍
HIT电池高转换效率源于高开路电压，由于氢 化本征非晶硅薄膜优良的钝化效果，光生载流 子可以贯穿氢化非晶硅薄膜；因此不需要激光 开膜和形成欧姆接触，可以有效减少复合由于 多主栅技术和光致再生技术的导入。
丝印印刷
HIT电池生产的最后一步是丝印固化，制备金属电 极并固化。考虑到HIT是低温工艺，不区分正银和 背银，因此丝网印刷加低温固化的工艺相对比较简 单，但是这一特性的缺点之一就是价格较高且消耗 量较大;也有尝试使用镀铜工艺来制作电极。因为在 镀铜工艺中不会使用到银浆，成本较为低廉。由于 工艺非常复杂，且废液排放存在严重的环保制约；
HIT太阳能电池性能的模拟计算
HIT太阳能电池性能的模拟计算马斌;冯晓东【摘要】运用AFORS-HET程序,对带有本征层的异质结(HIT)太阳能电池结构参数进行模拟分析,研究透明导电氧化物薄膜(TCO)功函数、背电场、衬底厚度以及衬底材料的选择对电池性能的影响.结果表明:p型衬底结构电池TCO功函数越小越好,而n型衬底TCO功函数越大越好.背电场对电池载流子的传输和背表面复合有较大的影响.减小衬底的厚度造成光吸收减少,短路电流降低,电池效率有一定损失.从理论上分析,n型材料更适合作为电池衬底.通过优化电池结构,获得了p型衬底电池的最高转换效率为23.38％,n型衬底电池最高转换效率26.74％.【期刊名称】《南京工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(036)004【总页数】6页(P45-49,68)【关键词】HIT;太阳能电池;模拟计算【作者】马斌;冯晓东【作者单位】南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京210009;南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京210009【正文语种】中文【中图分类】TM914.4太阳能电池的研究正朝着低成本、高效率的方向发展，当前应用的太阳能电池主要是硅基电池。
其中，单晶硅太阳能电池转化效率高，生产工艺成熟，占据太阳能电池总产能的绝大部分。
由于采用高温(900℃以上)扩散技术制备，会导致硅晶片的变形和热损伤，限制了电池转换效率提高，并且高温工艺在生产成本上也不具优势。
单晶硅电池的最高转化效率从2001年的24.7%［1］(后来根据新标准修正为25%［2］)到现在一直没有变化，但也接近理论值29%，并且由于工艺问题很难进一步提高。
另一方面，非晶硅薄膜电池生产工艺温度较低，能够大面积生产，造价相对低廉，但是由于存在较多缺陷，效率偏低，目前非晶硅电池的最高转换效率只有13.4%［3］，并且由于非晶硅太阳能电池的性能受到光致衰退效应的制约，在阳光下使用几个月后，由于陷阱浓度的增加，会导致转换效率较快下降［4］。
HIT太阳能电池
高效HIT太阳能电池的发展现状2013-5-27 13:17|发布者: |查看: 1973|评论: 0|原作者: 乔秀梅，贾锐等|来自: Solarzoom摘要: 摘要：带有本征薄层的异质结（Heterojunctionwith Intrinsic Thinfilm（HIT））太阳能电池起源于Hamakawa等设计的a-Si/c-Si堆叠太阳能电池，与单晶、非晶硅太阳能电池相比，其具有低温工艺，高的稳定性等优点， ...摘要：带有本征薄层的异质结（Heterojunctionwith Intrinsic Thinfilm（HIT））太阳能电池起源于Hamakawa等设计的a-Si/c-Si堆叠太阳能电池，与单晶、非晶硅太阳能电池相比，其具有低温工艺，高的稳定性等优点，具有广阔的发展前景。
本文介绍了HIT太阳能电池的基本结构和能带并对其特点进行了深入的分析，根据相关文献从清洗，透明导电氧化层（TCO）的制备，非晶硅层的制备，背表面场的制备等方面深入分析了HIT太阳能电池的技术发展状况，并以三洋公司为引线，简单介绍了HIT太阳能电池的产业发展现状。
关键词：HIT；太阳能电池；结构；特点；技术发展；产业发展1HIT太阳能电池的结构及其特点太阳能电池的结构基本结构HIT电池的本质是异质结太阳能电池，于1951年就已经提出了异质结的概念，并且进行了理论分析，但是由于当时制备异质结的工艺技术十分复杂和困难，所以异质结的样品迟迟没有制备成功。
1960年Anderson成功的制备出高质量的异质结样品，还提出了十分详细的理论模型和能带结构图。
带本征薄层异质结（HIT）太阳能电池是由MakotoTanaka 和MikioTaguchi等人于1992年在三洋公司第一次制备成功。
图1为常见的双面异质结电池的结构示意图，其特征是三明治结构，中间为衬底p(n)型晶体Si，光照侧是n(p)-i型a-Si膜，背面侧是i-p+(n+)型a-Si膜，在两侧的顶层溅射TCO膜，电极丝印在TCO膜上，构成具有对称型结构的HIT太阳电池。
太阳能电池第一、二、三代发展进程
太阳能电池第一、二、三代发展进程目前的电池片技术绝大部分（大概96%）是硅晶技术，不管是PERC还是TOPCon，还是HJT都是基于硅晶材料。
他的优势是量产成本低，光电转换效率高，是市场主流技术。
还有部分（4%左右）是薄膜电池，包括碲化镉，铜铟镓硒，钙钛矿等技术。
但他的成本较高，光电效率低，所以量很少。
晶硅/薄膜电池技术路线：光电转化效率：HJT+钙钛矿，是行业趋势。
技术发展史：→ 第1代：铝背场BSF电池 (2017年以前)→ 第2代：PERC电池 (2017年至今)→ 第2.5代：PERC+/TOPCon（隧穿氧化钝化电池）→ 第3代：HJT电池（也叫HIT电池，俗称异质结电池，全称晶体硅异质结太阳能电池）→ 第4代：HBC电池(也称IBC，即叉指式背接触电池，可能潜在方向)→ 第5代：钙钛矿叠层电池 (可能潜在方向)。
材料发展史：第一代太阳能电池——以单晶硅、多晶硅为代表的硅晶太阳能电池。
目前这技术发展成熟且应用最为广泛，目前面对的问题是单晶硅太阳能电池对原料要求太高，以及多晶硅太阳能电池生产工艺过于复杂等问题。
第二代太阳能电池——薄膜太阳能电池，以CdTe、GaAs及CIGS为代表的的太阳能电池。
该技术与晶硅电池相比，优势在于所需材料较少且容易大面积生产，成本方面优势较明显。
第三代太阳能电池——基于高效、绿色环保和先进纳米技术的新型薄膜太阳能电池，如染料敏化太阳能电池（DSSCs）、钙钛矿太阳能电池（PSCs）和量子点太阳能电池（QDSCs）等。
钙钛矿电池钙钛矿是一类陶瓷氧化物，其分子通式为ABO3 ,呈八面体形状，结构特性优异；此类氧化物最早被发现，是存在于钙钛矿石中的钛酸钙（CaTiO3）化合物，因此而得名。
钙钛矿晶体的制备工艺简单，光电转换效率高，在光伏、LED等领域应用广泛。
钙钛矿型太阳能电池（perovskite solar cells），又被称作新概念太阳能电池，是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代太阳能电池。
异质结电池
异质结电池异质结电池是异质结/层状结构的一种类型，由于它的形状像一个鸡蛋，故而得名。
它主要是用来制作太阳能电池的。
，即多个正、负离子聚集在异质结表面上，可以大大提高材料的利用率，这也是我们开发异质结的原因。
为了充分利用能量，异质结电池具有非常多的功能，例如可逆性、循环寿命、电流输出范围等，这使得异质结电池的应用非常广泛。
从光电效应中可以知道，当两个能级间的能量差超过某一临界值时，就会产生光电效应，由于其具有很强的电导率和半导体的特性，所以它很适合做成太阳能电池。
虽然我们现在已经研究出了许多种类的异质结电池，但是从根本上讲，异质结电池依然是一种很重要的太阳能电池。
因为我们使用的太阳能电池，总是需要通过光电转换的方法来将光能变成电能，以供使用。
异质结/层状结构的优点不仅表现在稳定性方面，而且还表现在电池反应效率和能量存储密度方面。
在相同尺寸下，异质结/层状结构的电池比常规的单晶硅电池存储更多的能量，并且比晶体硅电池具有更高的功率输出能力。
因此，在未来的太阳能电池中，我们也必须尽可能地选择异质结/层状结构的太阳能电池。
另外，异质结电池具有很好的工作温度范围，无论是在零下25 ℃到零上80 ℃的环境中，还是在最高温度下零上150 ℃的高温中，异质结/层状结构的电池都可以保持稳定的性能。
目前来看，异质结/层状结构的电池最适合用于光伏领域。
但是随着科技的不断进步，太阳能电池会越来越小，也会越来越薄，而异质结的厚度却还没有达到这一水平。
异质结/层状结构的另一个优点就是很容易设计成双电极器件。
我们已经发现，采用异质结的电池，它们对于光生载流子的产生有一个十分宽的峰值效率。
因此，异质结可以用于各种二次电池中，如：锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池、钠硫电池、镍锌电池、锂一硫电池、金属氢化物镍电池、锂一二氧化锰电池、锌空气电池等。
当对一些二次电池和金属氢化物镍电池进行改进时，我们首先要做的就是降低它们的内阻，这样才能够促使二次电池的放电速度增加，进而提高整个系统的效率。
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2019年异质结电池HIT 行业分析报告
2019年7月
目录
一、异质结电池优势显著，可能是未来重要发展方向 (6)
6
1、异质结电池简介 ................................................................................................
2、HIT发电效率、发电量优势突出，提升空间大 (7)
（1）HIT电池具备诸多优势 (7)
（2）HIT电池效率优势显著，后续提升空间大 (7)
（3）相同功率下，HIT电池发电能力也更强 (8)
3、HIT电池结构相对简单，量产化步骤少 (10)
（1）HIT电池结构相对简单 (10)
（2）HIT电池生产工序仅需4步，量产具备优势 (10)
二、HIT电池成本有望持续降低 (12)
1、HIT电池成本构成及下降路径 (12)
（1）HIT电池成本构成 (12)
（2）HIT电池成本有望持续降低 (12)
13
2、硅片薄片化 ......................................................................................................
（1）HIT电池具备薄片化的能力 (13)
（2）薄片化将带来硅成本大幅降低 (13)
3、低温银浆有望通过用量减少，国产化降低成本 (14)
（1）HIT浆料成本高主要由于采用低温银浆导致 (14)
（2）低温银浆有望通过用量减少，国产化降低成本 (15)
4、设备成本有望通过规模化、国产化降低 (15)
（1）HIT电池设备成本约PERC的3倍 (15)
（2）规模化是设备成本下降的主要路径之一 (16)
（3）国产化也有望大幅降低设备成本 (16)
三、HIT在部分市场已有经济性，2020可能是HIT产业化元年 (19)
1、HIT在部分市场已具有经济性 (19)
（1）HIT电池在部分市场已具有经济性 (19)
2、2020年可能是HIT产业化元年 (20)
四、主要风险 (22)
22
1、成本降低不及预期 ..........................................................................................
2、量产效率提升不预期 ......................................................................................
23
3、海外高端市场需求不及预期 (23)
光伏产业链中，电池环节的技术仍在快速进步与迭代，继p-PERC 快速推广之后，N型电池开始受到业内越来越多的关注或认可，在各
类N 型电池中，异质结电池（HIT）由于效率更高，在一些BOS成本高的市场已具备一定的经济性。
业内部分参与者认为，其生产成本有望在未来数年降低一半。
当前，业内PERC 规模适中的企业投入HIT 意愿较强，部分企业已开始中试或小批量投运，而PERC规模较大的公司也在关注HIT进展。
目前主要参与方规划规HIT产能超过15GW，我们预计，明年将有4-7GW 以上的产能投放，2020年可能是HIT的产业化元年。
N型电池受到更高的关注。
随着p-PERC电池效率提升速度放缓，行业开始追寻发电效率更高的技术路线，N 型电池是目前业内最认
可的技术路线（之一），其产业化条件也日趋成熟。
N 型电池最主
要的两个方向为异质结（HIT/HDT）和TOPcon路线，其中，异质结
发电效率更高，潜力更大；而TOPcon产线可以基于现有PERC 设施升级，两种N 型路线可能均有大的产业前景。
HIT优势突出，提升潜力大。
HIT属于N 型电池的一种，目前实验室效率在26%以上，现有设施的量产效率已经达到23%，未来效率继续提升空间较大。
由于HIT更好的温度系数，在相同功率下HIT发电能力较多晶高10%以上，较现有p-PERC 高5%-10%。
此外，异质
结电池的量产工序更短，工艺步骤少，成熟后有可能更大的降低电池
不良率以及人工、运维等其他生产成本。
HIT生产成本有望在数年内降低一半。
截至2018 年底，HIT电池
生产成本约为1.22 元/W，其中硅片成本0.575元/W、非硅成本0.647 元/W，成本较高。
未来，通过硅片薄片化、降低银浆用量或推动其国产化、提高单
机生产设备产能等方式，HIT成本有望显著下降；业内有部分参与者乐观的判断，未来3-5年之内其生产成本有望降低一半，届时其综合
优势会更明显。
过去投入较大的装备企业有钧石能源、梅耶博格，另
外迈为股份、捷佳伟创、江苏中智、德国新格拉斯等也在加大投入，HIT装备的半导体know-how、低温等特殊工艺要求更高，相关技术与工艺的扩散较p-PERC 应该会更慢一些。
在部分场景开始具有经济性，2020年可能是HIT的产业元年。
在一些BOS成本较高的地区与市场，HIT的综合LCOE 更低，已经具有一定经济性，随着其效率提升与成本下降，未来市场打击面可能或持续扩大。
当前，全球HIT、已有产能约3GW，但业内新老参与者均多在密切关注HIT进展，PERC规模适中的企业投入HIT意愿相对更强一些，参与方规划规HIT产能超过15GW，部分企业已开始中试或小批量投运，预计明年将有4-7GW 以上的HIT新增产能投放，一批标杆企业与项目可能在年底到明年投运，将进一步提升行业对异质结电池的信心，2020年可能是HIT的产业化元年。