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

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

BICS的電池結(jié)構(gòu)

BICS 電池結(jié)構(gòu)

BICS太陽能電池結(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（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：

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)計使得電池能夠利用來自正面和背面的光，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 BICS 電池性能進(jìn)行評估。三種工藝下BICS不同電池周期距離時的功率密度變化工藝條件對性能的影響

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 30mW/cm2，這表明工藝改進(jìn)對于提升 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)，這與之前對雙面IBC電池評估中FFE更具優(yōu)勢的結(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)在雙面光照時具有更高的輸出功率優(yōu)勢。

正面光照時，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26%。

與HBC對比：BICS的Jsc更高，這有助于提高電池的輸出功率，但Voc略低（約 750mV）。總體而言，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，HBC+的性能更優(yōu)。

隨著溫度的升高，BICS太陽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 30mW/cm2 的輸出密度。在室溫時，BICS 性能優(yōu)于 HBC+，但HBC +具有良好的溫度特性，在溫度超過45°C時表現(xiàn)更優(yōu)。故而在實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)的氣候條件來選擇 BICS 或 HBC+，以確保太陽能電池達(dá)到最佳性能。美能溫濕度綜合環(huán)境試驗箱

確定太陽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）、MQT13（濕熱試驗）

• 溫度范圍：-50~150℃
• 濕度范圍：20%-98%RH

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

美能溫濕度綜合環(huán)境試驗箱可以模擬各種氣候條件下的溫濕度環(huán)境，對BICS和HBC+太陽能電池進(jìn)行全面的性能測試和優(yōu)化。這樣的試驗箱為研究人員提供了一個控制環(huán)境，以精確評估太陽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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「美能光伏」涵蓋太陽能光伏的整個產(chǎn)業(yè)鏈：從機(jī)理研究到組件以及發(fā)電廠的質(zhì)量保證。我們的研發(fā)范圍旨在與行業(yè)合作，促進(jìn)在市場上推出新的創(chuàng)新產(chǎn)品。我們的目標(biāo)是降低制造成本并支持中國光伏產(chǎn)業(yè)參與國際競爭。

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