在電學(xué)方面，和常規(guī)電池相比，IBC電池的性能受前表面的影響更大，因?yàn)榇蟛糠值墓馍d流子在入射面產(chǎn)生，而這些載流子需要從前表面流動(dòng)到電池背面直到接觸電極，因此，需要更好的表面鈍化來(lái)減少載流子的復(fù)合。

為了降低載流子的復(fù)合，需要對(duì)電池表面進(jìn)行鈍化，表面鈍化可以降低表面態(tài)密度，通常有化學(xué)鈍化和場(chǎng)鈍化的方式。化學(xué)鈍化中應(yīng)用較多的是氫鈍化，比如SiNx薄膜中的H鍵，在熱的作用下進(jìn)入硅中，中和表面的懸掛鍵，鈍化缺陷。

場(chǎng)鈍化是利用薄膜中的固定正電荷或負(fù)電荷對(duì)少數(shù)載流子的屏蔽作用，比如帶正電的SiNx薄膜，會(huì)吸引帶負(fù)電的電子到達(dá)界面，在N型硅中，少數(shù)載流子是空穴，薄膜中的正電荷對(duì)空穴具有排斥作用，從而阻止了空穴到達(dá)表面而被復(fù)合。

因此，帶正電的薄膜如SiNx較適合用于IBC電池的N型硅前表面的鈍化。而對(duì)于電池背表面，由于同時(shí)有P，N兩種擴(kuò)散，理想的鈍化膜則是能同時(shí)鈍化P，N兩種擴(kuò)散界面，二氧化硅是一個(gè)較理想的選擇。如果背面Emitter/P+硅占的比例較大，帶負(fù)電的薄膜如AlOx也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

2.3 金屬化接觸和柵線

IBC電池的柵線都在背面，不需要考慮遮光，所以可以更加靈活地設(shè)計(jì)柵線，降低串聯(lián)電阻。但是，由于IBC電池的正表面沒(méi)有金屬柵線的遮擋，電流密度較大，在背面的接觸和柵線上的外部串聯(lián)電阻損失也較大。金屬接觸區(qū)的復(fù)合通常都較大，所以在一定范圍內(nèi)(接觸電阻損失足夠小)接觸區(qū)的比例越小，復(fù)合就越少，從而導(dǎo)致Voc越高。

因此，IBC電池的金屬化之前一般要涉及到打開(kāi)接觸孔/線的步驟。另外，N和P的接觸孔區(qū)需要與各自的擴(kuò)散區(qū)對(duì)準(zhǔn)，否則會(huì)造成電池漏電失效。與形成交替相間的擴(kuò)散區(qū)的方法相同，可以通過(guò)絲網(wǎng)印刷刻蝕漿料、濕法刻蝕或者激光等方法來(lái)將接觸區(qū)的鈍化膜去除，形成接觸區(qū)。

另外，蒸鍍和電鍍也被應(yīng)用于高效電池的金屬化。ANU的24.4%的IBC電池即采用蒸鍍Al的方法來(lái)形成金屬接觸。而SunPower更是采用電鍍Cu來(lái)形成電極。由于金屬漿料一般含有貴金屬銀，不但成本高，且銀的自然資源遠(yuǎn)不如其他金屬豐富，雖然目前還不至于成為太陽(yáng)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，但尋找更低廉、性能更優(yōu)異的金屬化手段也是太陽(yáng)電池的一大研究熱點(diǎn)。

3.HJ-IBC電池的發(fā)展

采用IBC與HJ技術(shù)結(jié)合的HIBC技術(shù)可以使電池效率進(jìn)一步提升，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，在硅片表面同時(shí)采用本征的非晶硅進(jìn)行表面鈍化，在背面分別采用N型和P型的非晶硅薄膜形成異質(zhì)結(jié)。其優(yōu)點(diǎn)是利用非晶硅優(yōu)越的表面鈍化性能，并結(jié)合IBC結(jié)構(gòu)沒(méi)有金屬遮擋的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，采用相同的器件結(jié)構(gòu)，日本松下和夏普公司目前取得了25.6%和25.1%的電池效率，這將成為未來(lái)IBC電池的重要方向。

圖4 IBC-HJ電池截面示意圖

4.IBC電池發(fā)展的展望

高效率是IBC電池最大的特點(diǎn)，也是研究者們追求的最大目標(biāo)。目前多家科研單位已經(jīng)分別實(shí)現(xiàn)了23%的高效IBC電池的制備，并且將開(kāi)路電壓提升到700mV以上，有效降低了電池的溫度系數(shù)，使得IBC電池與常規(guī)電池相比具有更加優(yōu)越的實(shí)際發(fā)電能力。但是，目前IBC電池使用的N型硅片成本較高，電池制備過(guò)程中需要多步摻雜等復(fù)雜的工藝，使得其制造成本較高，制約了IBC電池的大規(guī)模應(yīng)用。

IBC電池技術(shù)門檻高，成本和售價(jià)高，2014年僅有美國(guó)SunPower公司持有1.2GW的IBC電池年產(chǎn)能，包括年產(chǎn)能100MW的第三代高效IBC電池生產(chǎn)線。但隨著中國(guó)一線光伏制造商如天合光能的進(jìn)入，以及新型工藝和新型材料的開(kāi)發(fā)，IBC電池將沿著提高電池轉(zhuǎn)換效率，降低電池制造成本的方向，繼續(xù)向前發(fā)展。我們預(yù)測(cè)，IBC太陽(yáng)電池的商業(yè)化應(yīng)用和推廣，有著廣泛的前景。