01-1 HJT技術結構

異質結 HJT ( Hereto- junctionwith Intrinsic Thin-layer )電池(同時也簡稱 HIT,SH1J,SJT等)，以N型單晶硅(C-Si)為襯底光吸收區,經過制絨清洗后，其正面依次沉積厚度為5-10nm的本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H和摻雜的P型非晶硅(P-a-Si:H)，和硅襯底形成 p-n 異質結。

硅片的背面又通過沉積厚度為5-10nm的i-a-Si: H和摻雜的N型非晶硅(n-a-Si: H )形成背表面場，雙面沉積的透明導電氧化物薄膜(TCO)不僅可以減少收集電流時的串聯電阻，還能起到像晶硅電池上氮化硅層那樣的減反作用。

最后通過絲網印刷在兩側的頂層形成金屬基電極，這就是異質結電池的典型結構。

HJT電池工藝技術主要分為以下幾道工序，在硅片經過制絨清洗后，在硅片表面沉積非晶硅薄膜后，下一個步驟是在硅片的正反兩面沉積透明導電氧化物薄膜。

01-2 HJT優勢

HJT 電池與傳統電池相比具有工藝相對簡單、無 PID 現象、低溫 制造工藝、高效率（P 型單晶硅電池高 1-2%）、高穩定性、可向薄型化發展等優點，成為未來高效電池的發展方向，國內企業持續發力 HJT 電池，使得 HJT 電池加速產業化。

① 結構對稱、工藝簡單、設備較少。HJT 電池是在單晶硅片的兩面分 別沉積本征層、摻雜層和 TCO 以及雙面印刷電極。其結構對稱、工 藝相對簡單。

② 低溫制造工藝。HJT電池采用硅基薄膜工藝形成 p-n 結發射區，制程中的最高溫度就是非晶硅薄膜的形成溫度(200℃)，避免了傳統晶體硅電池形成p-n結的高溫(950℃)。可以降低能耗、減少對硅片的熱損 傷。

③ 獲得較高的轉換效率。HJT 電池中的本征薄膜能有效鈍化晶體硅和 摻雜非晶硅的界面缺陷，形成較高的開路電壓。

④ 由于電池上表面為TCO導電玻璃，電荷不會在電池表面的TCO上產生極化現象，PID 現象（電勢誘導衰減）。

HJT 電池由于其較高的轉換效率，工序少以及已經有量產實績， 成為下一代高效電池的主要發展方向。但是其目前的阻礙主要在于工藝要求嚴格、需要低溫組件封裝工藝、設備投資高、透明導電薄膜成本高。

TCO膜層在HJT電池中起著透光和導電作用，必須具有光學和電學性能，即同時滿足高透過率、高遷移率及低方阻的要求，并盡可能在鍍膜過程中減少對非晶硅膜層的損傷。要獲得低電阻率，可以通過增加載流子濃度和提高載流子遷移率實現。

該工藝步驟主要是在電池正背面非晶硅薄膜上沉積一層透明導電膜層，通過該層薄膜實現導電、減反射、保護非晶硅薄膜的作用。

在沉積完成非晶硅膜硅片的正反面沉積上透明導電膜，減少對光的反射，并將硅片體內的電流導出。

① 上道工序流入的硅片放入沉積設備配套的自動化設備內，通過自動化設備將硅片放入載板內，載板裝滿硅片后，送入設備內部，進行工藝完成工藝后，通過回傳系統，進入自動化，下料插入花籃，通過中轉傳輸機構，翻面，到另一臺沉積設備的自動化內，重新放片、鍍膜、卸片后插入干花籃內，流入下一道工序；

② 自動化由德國JR提供，精準取放片，保證工藝的穩定性；

③ 沉積設備由國內捷佳偉創提供，目前全國最大產能的RPD設備，也是第一臺國產化設備；

④ 在轉換效率方面，能夠提升轉換效率0.2%。

3.?相關說明

4. 制備方法

TCO薄膜的制備方法較多，包括各種物理氣相沉積（PVD），化學氣相沉積（CVD），噴射熱分解法以及溶膠-凝膠法（Sol-Gel），目前行業內常用的TCO鍍膜方法為磁控濺射（PVD）和反應等離子體沉積（RPD）

PVD濺射鍍膜膜厚均勻易控制，鍍膜工藝穩定可控，工藝重復性較好，靶材壽命較長，適合連續生產但離子轟擊對薄膜的性能損傷較大，且要獲得高性能薄膜，必須制備出高質量靶材。

RPD具有低離子損傷、低沉積溫度、可大面積沉積和高生長速率等優勢，但RPD為蒸發薄膜，總體來說膜厚均勻性差于PCD濺射鍍膜。

05-1 蘇州邁為公司PVD鍍膜設備

①?設備結構

Maxwell P6 一套臥式在線磁控濺射連續鍍膜設備，可同時進行雙面鍍膜。

② 設備參數

③?設備優勢

④ 設備工藝流程

05-2 鈞石能源PVD鍍膜設備

①?設備介紹

鈞石能源 PVD 采用水平連續雙面可控溫真空濺射鍍膜方式，實現正反面一次鍍膜無需翻面。水平傳動快、患定性高，極大的提高了設備產能和連續批量生產重復性。

PVD 又稱為物理氣相沉積設備，在制作異質結電池時，用來沉積氧化錮錫（ ITO ）即透明導電層等。

設備具備上料外觀檢測（破片、裂片、崩邊）、下料自動 PL 檢測及自動離線方阻抽檢等功能；單側上下料，方便與 AGV 對接，實現全自動化流水作業，靶材更換簡便、易于保養，節省人力成本和管理成本。

② PVD 設備優勢

a. 上下電極在同一系統中同時沉積；

b．雙旋轉靶設計，靶材利用率超過80%；

c．硅片全自動上下料；

d.uptime超過92%；

e．擴展性好，可兼容166mm、18xmm、210mm等尺寸硅片；

f．設備成熟穩定，故障率低；利用率高，易保養7．運營成本低，保養費用低；

③ PVD設備主要模塊

鈞石能源PVD設備具有產能高、運行穩定、連續批量化生產重復性好等優勢，設備主要包含模塊如下：

④ PVD設備結構

特點智能化低成本：

a. 創新型靶機系統，使用者依工藝需求可隨意切換完成正面鍍、背面鍍或雙面同時鍍，同一系統中完成硅片正／反面的鍍膜，一機多用途，避免了傳統型靶機只可單面鍍膜的缺陷；

b. 采用了雙旋轉靶設計，獨特的下打上的靶座設計，使維護和更換靶材都是從設備上方進行，維護和保養更方便；

c. 在 PVD 設備制程腔増設冷阱系統，優化腔體遮罩、靶座的設計，可預防陰極短路，減少破碎片等導致的短路情況，減少開腔保養次數，縮短了復機時間，改善制程穩定性，極大地提高了設備稼動率；

d. 控制系統使用更多智能化元件及數據采集功能，預留 MES 系統接口，可接入車間工業網絡，提供 MES 系統所需的設備控制信息、生產數據采集，可實現單片數據追溯。

⑤ PVD設備主要技術參數

05-3 中電科電子裝備 PVD鍍膜設備

a. 用于高效晶體硅太陽能電池制造工藝中HJT電池片的正面和背面ITO膜的沉積；

b. 模塊化設計，便于安裝以及產能升級；

c. 滿足不同溫度沉積ITO薄膜，工藝擴展性強；

d. 采用磁控旋轉陰極靶快速鍍膜技術，靶材利用率高；

e. 分區加熱和控溫，具有出色的控溫系統和控溫性能；

05-4 梅耶博格HJT設備

05-5?捷佳創RPD鍍膜設備

① 設備介紹

a. HJT反應式等離子體鍍膜設備?HJT Reactive Plasma Deposition (RPD)

b. 設備型號：PAR5500A

c. 設備優勢

高解離率離子、低轟擊能量鍍膜，不損傷襯底表面，保持良好的接口特性，薄膜的載子遷移率超高，經長期量產驗證的精密鍍膜技術。

d. 設備用途

制備(TCO)?透明導電薄膜。

② 設備工藝

④ 設備參數

資料來源：光伏技術

原文始發于微信公眾號（光伏產業通）：HJT透明導電薄膜TCO技術