IBC电池技术和可能的技术拓展

过去的两年时间，Perc电池行将退役。电池片发展的下一代技术，是市场讨论和研究的热点。

市场也是非常有效的，在寻找下一代接棒Perc电池技术的过程中，HJT和Topcon已经被充分研究了。

而基于N型硅片技术，还有一条技术路线IBC被提及甚少，这一点从研报的数量就可以看出来。

在研报搜索软件里，分别搜索2020年以来的太阳能电池片技术关键字。

搜索结果是：异质结搜到311篇，Topcon搜到50篇，而IBC只有可怜的一篇。

那么，这么小众的IBC是不是一无是处呢？在这里我们先不下结论，先把IBC技术做一个梳理，至于以后是不是能成为主流还要看产业界的推进力度。

什么是IBC？

再借用之前系列文章的一张图，这张图把电池片的技术路线总结的已经非常清晰了。

从上图可以看出，目前我们普遍使用的Perc（包括N型和P型）和Topcon以及IBC，本质上都属于晶硅电池系列。

而HJT、钙钛矿电池，则分别从属于薄膜电池和化合物电池，本质上是不同的发电机理。

老规矩，先来讲一下IBC的缩写（Interdigitated Back Contact），中文翻译应该叫交叉指式背接触电池？

如果我们还记得上一篇文章讲到的几种电池类型，可以知道虽然它们发电机理和电池结构不同，但大体结构是电极分布在电池的正面和背面。

而IBC的核心就在背接触三个字。也就是说，IBC电池的电极都分布在背面，而为了不让电极互相接触设计了交叉指式的电极排布方案。

IBC的优势和劣势

来看一下最基础的IBC电池的结构：

看到电池结构，核心的优势和劣势就比较清楚了。

先说优势：

电极都在背面，也就意味着正面没有栅线，入射光效率高；

电极集中在背面交叉型排布，可以增加线宽，使串联电阻更小；

形成组件时，可以把电池排布的更密集。

再说劣势：

交叉指式排布，提高了设计难度和精度；

为了防止漏电，背面金属电极处需要开孔并且对准扩散区。

综合以上，IBC电池是一种创新的电池结构。优势来自于全背面电极，当然劣势是增加了设计和制造难度。

从另一个角度看，设计和制造难度高，也不算是坏事。哪家能把工艺难度最高的IBC做出来，说明哪家的技术实力最强。

IBC的技术拓展

作为一种独特的技术路线，业界承担了高难度的结构设计，仅仅用经典IBC做出和其他路线相似的转换效率是远远不够的。

所以，IBC的技术迭代性和可扩展性，是非常重要的。

目前主流的几种第三代太阳能电池技术，除了IBC之外，就是Topcon、异质结，以及更加遥远的钙钛矿电池。

Topcon+IBC

TBC电池结合了Topcon和IBC两种工艺的技术特点，取了Topcon的隧穿氧化层技术，结合了IBC的背面交叉指式电极排布方案。

好在目前Topcon已经是被证明的比较成熟的工艺，从目前看来是比较容易量产，同时又能提高转化效率的快速解决方案。

HJT+IBC

理论上来说HBC方案，应该可以算是晶硅技术能够达到效率的天花板。

事实上也是，HBC的实验室转化效率可以达到26.6%，比TBC略高。

HBC方案，借鉴了HJT的双面对称结构，背面采用IBC的交叉指式电极。

既保证了正面无遮挡的光照效率，又获得了HJT相对比较高的开路电压和对称特性。

不过，付出的代价是HJT和IBC的工艺都还没有成熟的解决方案，两个不成熟的方案叠加在一起，难度指数级的增加。

钙钛矿+IBC

钙钛矿是更加前沿的技术，虽说技术研发也有好长一段时间，但是产业化进展一直比较缓慢。

但是，从理论效率上来讲，钙钛矿的天花板要远高于晶硅电池和薄膜电池，最高可以达到40%以上。

没找到钙钛矿+IBC的实物图，研究这块的报告和文章也基本没有，就不做过多展开。

写在最后

通过最近一段时间的学习和梳理，IBC其实也是一种值得研究的电池技术方案。

虽然目前产业化最快的是Topcon，大家公认的未来趋势是HJT。但是IBC巧妙的把电极都放在背面的方案，是一个非常好的创意。

即使IBC不能大规模推广，我相信交叉指式背接触技术也将会叠加到其他的技术路线中。

学习使人进步，学习使人快乐。

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