HBC+電池在夏季高溫環(huán)境中的優(yōu)異特性研究

一種新的基于TOPCon的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，即BICS（背接觸交叉指式載流子選擇性）太陽(yáng)能電池。BICS結(jié)合了PERC、IBC和TOPCon的優(yōu)勢(shì)，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（室溫、20%反射率）實(shí)現(xiàn)超過(guò)30 mW/cm2的輸出功率密度。

美能溫濕度綜合環(huán)境試驗(yàn)箱用于環(huán)境模擬試驗(yàn)，為了驗(yàn)證評(píng)估BC電池的可靠性，并通過(guò)熱疲勞誘導(dǎo)失效模式，早期識(shí)別制造缺陷。

BICS的電池結(jié)構(gòu)

BICS 電池結(jié)構(gòu)

BICS太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)：

BICS電池結(jié)合了局部TOPCon技術(shù)和全TOPCon技術(shù)，分別應(yīng)用于發(fā)射極和背表面場(chǎng)（BSF）區(qū)域。這種結(jié)構(gòu)利用了PERC的雙面性、IBC的背接觸以及TOPCon的載流子選擇性接觸。

結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)：

局部TOPCon（局部隧道氧化層鈍化接觸）應(yīng)用于發(fā)射極區(qū)域，有助于提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。全TOPCon（全隧道氧化層鈍化接觸）應(yīng)用于BSF區(qū)域，進(jìn)一步增強(qiáng)了電池的性能。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得電池能夠利用來(lái)自正面和背面的光，提高了光吸收和電池的整體效率。與HBC+的比較：

與HBC+電池相比，BICS電池的設(shè)計(jì)不依賴于透明導(dǎo)電氧化物（TCO），這有助于提高電池的光吸收和輸出功率密度。BICS電池的設(shè)計(jì)預(yù)期在標(biāo)準(zhǔn)使用條件下提供更高的性能，而HBC+電池則更適合高溫操作。BICS的功率密度與摻雜類型

在雙面光照（100%正面 AM1.5G 和 20%背面 AM1.5G）條件下，采用三種工藝參數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)、改進(jìn)、高端）對(duì) BICS 電池性能進(jìn)行評(píng)估。三種工藝下BICS不同電池周期距離時(shí)的功率密度變化工藝條件對(duì)性能的影響

隨著工藝從標(biāo)準(zhǔn)到改進(jìn)再到高端的提升，BICS 的整體電池性能逐步提高。在高端工藝下，細(xì)胞性能顯示輸出密度超過(guò) 30mW/cm2，這表明工藝改進(jìn)對(duì)于提升 BICS 的功率密度具有顯著作用。

電池周期距離的影響

較小的電池周期距離對(duì)BICS更為有利，意味著BICS具有較高的內(nèi)部電阻，適當(dāng)減小電池周期距離有助于優(yōu)化 BICS 的性能。

前表面摻雜類型對(duì)比

IBC電池具有兩種前表面摻雜類型FFE和FSF，結(jié)果顯示FSF類型在這些條件下表現(xiàn)更優(yōu)，這與之前對(duì)雙面IBC電池評(píng)估中FFE更具優(yōu)勢(shì)的結(jié)果不同。原因在于FFE在BICS中不利于載流子傳輸，進(jìn)一步說(shuō)明在 BICS 結(jié)構(gòu)中FSF是更合適的前表面摻雜類型選擇。BICS的J-V曲線與性能參數(shù)

BICS電池在不同照明條件下的J-V曲線

在三種光照條件下的最佳電池的 J-V 性能

雙面光照下，BICS的輸出功率密度達(dá)到30.35mW/cm2，相比之前研究的HBC +約高出 1mW/cm2，表明 BICS 結(jié)構(gòu)在雙面光照時(shí)具有更高的輸出功率優(yōu)勢(shì)。

正面光照時(shí)，BICS的性能參數(shù)也表現(xiàn)良好，如Jsc為41.25mA/cm2、Voc為 725.6mV、FF為83.4%、Pmax為24.96mW/cm2，展示了其在正面受光時(shí)的發(fā)電能力。

背面光照下，BICS同樣表現(xiàn)出色，Jsc為42.87mA/cm2、Voc為726.8mV、FF為83.5%、Pmax為26.03mW/cm2，背面電池效率超過(guò)26%。

與HBC對(duì)比：BICS的Jsc更高，這有助于提高電池的輸出功率，但Voc略低（約 750mV）?？傮w而言，BICS在光學(xué)性能方面表現(xiàn)更優(yōu)，復(fù)合性能也較為出色。BICS 和 HBC+在不同溫度下的性能表現(xiàn)

BICS 和 HBC+溫度依賴性及在室溫下的損失分析

在室溫下，BICS電池的輸出功率密度比HBC+高出約1 mW/cm2，但在溫度升高到45°C以上時(shí)，HBC+的性能更優(yōu)。

隨著溫度的升高，BICS太陽(yáng)能電池的性能退化比HBC+更為顯著。這表明在高溫環(huán)境中，HBC+可能是更合適的選擇。

BICS 結(jié)合了 PERC電池的雙面方案、IBC電池的背接觸以及 TOPCon電池的載流子選擇性接觸的優(yōu)點(diǎn)，其在標(biāo)準(zhǔn)反照率（20%）條件下具有超過(guò) 30mW/cm2 的輸出密度。在室溫時(shí)，BICS 性能優(yōu)于 HBC+，但HBC +具有良好的溫度特性，在溫度超過(guò)45°C時(shí)表現(xiàn)更優(yōu)。故而在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)的氣候條件來(lái)選擇 BICS 或 HBC+，以確保太陽(yáng)能電池達(dá)到最佳性能。美能溫濕度綜合環(huán)境試驗(yàn)箱

確定太陽(yáng)能電池承受高溫和潮濕以及零下溫度影響的能力，滿足標(biāo)準(zhǔn)：IEC61215-MQT12（濕凍試驗(yàn)）、MQT13（濕熱試驗(yàn)）

• 溫度范圍：-50~150℃
• 濕度范圍：20%-98%RH

采用進(jìn)口溫度控制器，實(shí)現(xiàn)多段溫度編程，精度高，可靠性好

美能溫濕度綜合環(huán)境試驗(yàn)箱可以模擬各種氣候條件下的溫濕度環(huán)境，對(duì)BICS和HBC+太陽(yáng)能電池進(jìn)行全面的性能測(cè)試和優(yōu)化。這樣的試驗(yàn)箱為研究人員提供了一個(gè)控制環(huán)境，以精確評(píng)估太陽(yáng)能電池在不同溫度和濕度條件下的反應(yīng)和耐久性，確保它們能夠在極端天氣條件下保持最佳性能。

原文出處：Back-Contact Interdigitated Carrier-Selective Cell: Numerical Demonstration of 30 mW/cm2 Output Power Density in Standard Albedo Condition

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公司研發(fā)出美能在線濕法工作站，在線四探針，在線poly膜厚檢測(cè)儀，微晶晶化率測(cè)試儀、量子效率測(cè)試儀、美能二次元測(cè)試儀、美能3D顯微鏡、美能TLM等一系列先進(jìn)光伏電池片制程檢測(cè)設(shè)備。同時(shí)針對(duì)光伏組件 IEC61215、IEC61730測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)以及BIPV光伏建筑一體化標(biāo)準(zhǔn)，為光伏組件實(shí)驗(yàn)室提供綜合專業(yè)的綜合測(cè)試解決方案，產(chǎn)品涵蓋力學(xué)可靠性，環(huán)境可靠性，電性能測(cè)試和化學(xué)材料分析等測(cè)試設(shè)備。同時(shí)我司積極布局終端電站運(yùn)維以及上游硅棒硅片檢測(cè)解決方案。公司擁有博士6人，25名行業(yè)應(yīng)用專家，以及超過(guò)110名資深行業(yè)工程師，能為廣大客戶提供光伏測(cè)試整體解決方案。