HIT是HeterojunctionwithIntrinsicThin-layer的縮寫(xiě)，意為本征薄膜異質(zhì)結，因HIT已被日本三洋公司申請為注冊商標，所以又被稱(chēng)為HJT或SHJ（SiliconHeterojunctionsolarcell）。該類(lèi)型太陽(yáng)能電池最早由日本三洋公司于1990年成功開(kāi)發(fā)，當時(shí)轉換效率可達到14.5%（4mm2的電池），后來(lái)在三洋公司的不斷改進(jìn)下，三洋HIT電池的轉換效率于2015年已達到25.6%。2015年三洋的HIT專(zhuān)利保護結束，技術(shù)壁壘消除，是我國大力發(fā)展和推廣HIT技術(shù)的大好時(shí)機。
下圖是HIT太陽(yáng)能電池的基本構造，其特征是以光照射側的p-i型a-Si：H膜（膜厚5-l0nm）和背面側的i-n型a-Si：H膜（膜厚5-l0nm）夾住晶體硅片，在兩側的頂層形成透明的電極和集電極，構成具有對稱(chēng)結構的HIT太陽(yáng)能電池。
圖表1：HIT太陽(yáng)能電池結構示意圖
資料來(lái)源：OFweek行業(yè)研究中心
在電池正表面，由于能帶彎曲，阻擋了電子向正面的移動(dòng)，空穴則由于本征層很薄而可以隧穿后通過(guò)高摻雜的p+型非晶硅，構成空穴傳輸層。同樣，在背表面，由于能帶彎曲阻擋了空穴向背面的移動(dòng)，而電子可以隧穿后通過(guò)高摻雜的n+型非晶硅，構成電子傳輸層。通過(guò)在電池正反兩面沉積選擇性傳輸層，使得光生載流子只能在吸收材料中產(chǎn)生富集然后從電池的一個(gè)表面流出，從而實(shí)現兩者的分離。
2、HIT電池工藝流程
HIT電池的一大優(yōu)勢在于工藝步驟相對簡(jiǎn)單，總共分為四個(gè)步驟：制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO制備、電極制備。
圖表2：HIT太陽(yáng)能電池工藝流程
資料來(lái)源：OFweek行業(yè)研究中心
制備的核心工藝是非晶硅薄膜的沉積，其對工藝清潔度要求極高，量產(chǎn)過(guò)程中可靠性和可重復性是一大挑戰，目前通常用PECVD法制備。
HIT電池的制備工藝步驟簡(jiǎn)單，且工藝溫度低，可避免高溫工藝對硅片的損傷，并有效降低排放，但是工藝難度大，且產(chǎn)線(xiàn)與傳統電池不兼容，設備資產(chǎn)投資較大。
3、HIT電池優(yōu)勢和特點(diǎn)
HIT電池具有發(fā)電量高、度電成本低的優(yōu)勢，具體特點(diǎn)如下：
?。?）低溫工藝
HIT電池結合了薄膜太陽(yáng)能電池低溫（<250℃）制造的優(yōu)點(diǎn)，從而避免采用傳統的高溫（>900℃）擴散工藝來(lái)獲得p-n結。這種技術(shù)不僅節約了能源，而且低溫環(huán)境使得a_Si：H基薄膜摻雜、禁帶寬度和厚度等可以較精確控制，工藝上也易于優(yōu)化器件特性；低溫沉積過(guò)程中，單品硅片彎曲變形小，因而其厚度可采用本底光吸收材料所要求的最低值（約80μm）；同時(shí)低溫過(guò)程消除了硅襯底在高溫處理中的性能退化，從而允許采用“低品質(zhì)”的晶體硅甚至多晶硅來(lái)作襯底。
高溫環(huán)境下發(fā)電量高，在一天的中午時(shí)分，HIT電池的發(fā)電量比一般晶體硅太陽(yáng)電池高出8-10%，雙玻HIT組件的發(fā)電量高出20%以上，具有更高的用戶(hù)附加值。
?。?）雙面電池
HIT是非常好的雙面電池，正面和背面基本無(wú)顏色差異，且雙面率（指電池背面效率與正面效率之比）可達到90%以上，最高可達96%，背面發(fā)電的優(yōu)勢明顯。
?。?）高效率
HIT電池獨有的帶本征薄層的異質(zhì)結結構，在p-n結成結的同時(shí)完成了單晶硅的表面鈍化，大大降低了表面、界面漏電流，提高了電池效率。目前HIT電池的實(shí)驗室效率已達到23%，市售200W組件的電池效率達到19.5%。
?。?）高穩定性
HIT電池的光照穩定性好，理論研究表明非品硅薄膜/晶態(tài)硅異質(zhì)結中的非晶硅薄膜沒(méi)有發(fā)現Staebler-Wronski效應，從而不會(huì )出現類(lèi)似非晶硅太陽(yáng)能電池轉換效率因光照而衰退的現象；HIT電池的溫度穩定性好，與單晶硅電池-0.5%/℃的溫度系數相比，HIT電池的溫度系數可達到-0.25%/℃，使得電池即使在光照升溫情況下仍有好的輸出。
?。?）無(wú)光致衰減
困擾晶硅太陽(yáng)能電池最重要的問(wèn)題之一就是光致衰減，而HIT電池天然無(wú)衰減，甚至在光照下效率有一定程度的增加，上海微系統所在做HIT光致衰減實(shí)驗時(shí)發(fā)現，光照后HIT電池轉換效率增加了2.7%，在持續光照后同樣沒(méi)有出現衰減現象。日本CIC、瑞士EPFL、CSEM在A(yíng)PL上的聯(lián)合發(fā)表也證實(shí)了HIT電池的光致增強特性。
?。?）對稱(chēng)結構適于薄片化
HIT電池完美的對稱(chēng)結構和低溫度工藝使其非常適于薄片化，上海微系統所經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗發(fā)現，硅片厚度在100-180μm范圍內，平均效率幾乎不變，100μm厚度硅片已經(jīng)實(shí)現了23%以上的轉換效率，目前正在進(jìn)行90μm硅片批量制備。電池薄片化不僅可以降低硅片成本，其應用也可以更加多樣化。
?。?）低成本
HIT電池的厚度薄，可以節省硅材料；低溫工藝可以減少能量的消耗，并且允許采用廉價(jià)襯底；高效率使得在相同輸出功率的條件下可以減少電池的面積，從而有效降低了電池的成本。
4、HIT電池產(chǎn)業(yè)化現狀
OFweek產(chǎn)業(yè)研究院數據顯示，在大規模量產(chǎn)方面，首屈一指的當然是日本三洋，現有產(chǎn)能1GW，量產(chǎn)效率達23%。除此之外，具有較成熟HIT技術(shù)的還有Keneka、Sunpreme、Solarcity、福建均石、晉能、新奧、漢能等企業(yè)。
圖表3：國內外HIT太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)化情況（單位：%，MW）
目前HIT產(chǎn)品的量產(chǎn)難點(diǎn)主要包括以下幾方面：
?。?）高質(zhì)量硅片：相較常規N型產(chǎn)品，HIT電池對硅片質(zhì)量有更高的要求，需要謹慎選擇硅片供應商。
?。?）制絨后硅片表面潔凈度的控制：HIT電池對硅片表面潔凈度要求非常高，需要平衡硅片清洗潔凈程度和相關(guān)化學(xué)品以及水的消耗。
?。?）各工序Q-time控制：HIT電池在完成非晶硅鍍膜之前，對硅片暴露在空氣中的時(shí)間以及環(huán)境要求比較嚴苛，需要注意各工序Q-time的控制。
?。?）生產(chǎn)連續性對于TCO鍍膜設備的影響：TCO鍍膜必須保證連續投料，否則良率和設備狀況都會(huì )受到影響，尤其在產(chǎn)線(xiàn)剛投產(chǎn)時(shí)，保持生產(chǎn)連續性是一大挑戰。
?。?）高粘度漿料的連續印刷穩定性：在HIT電池制備過(guò)程中，漿料粘度大導致的虛印斷柵現象較多，需要數倍于常規產(chǎn)線(xiàn)的關(guān)注。
?。?）焊帶拉力的穩定性：拉力穩定的窗口窄，雙玻雙面發(fā)電的組件結構進(jìn)一步增加了電池串聯(lián)的難度。
此外，影響HIT產(chǎn)業(yè)化的重要因素之一即成本問(wèn)題，據楊立友博士介紹，HIT電池BOM成本前四項為硅片、導電銀漿、靶材、制絨添加劑。針對這幾個(gè)高成本部分，可進(jìn)行專(zhuān)項降本，包括降低原材料的消耗量、關(guān)鍵設備的國產(chǎn)化、關(guān)鍵原材料的國產(chǎn)化、新技術(shù)的導入等。
5、HIT電池市場(chǎng)前景展望
降本增效始終是光伏行業(yè)永恒的主題，隨著(zhù)行業(yè)不斷的技術(shù)進(jìn)步和政策推動(dòng)，大眾的目光逐漸轉移至度電成本上，高效電池因此備受矚目。繼PERC電池成為行業(yè)熱點(diǎn)后，HIT電池技術(shù)初有突破，性?xún)r(jià)比優(yōu)勢開(kāi)始顯現，未來(lái)將是P型PERC電池與N型HIT電池爭霸光伏產(chǎn)業(yè)的時(shí)代。
