BC电池结构演化

在太阳能电池技术的发展历程中，BC（Back Contact，背接触）电池技术自1975年提出以来，经历了显著的演化，尤其是在电池结构和效率提升方面。BC电池的特点是其正负电极都设置在电池的背面，这种设计不仅减少了前表面遮光效应，还提高了光的吸收和利用效率。

1. IBC电池（Interdigitated Back Contact）

IBC电池是最早采用背接触结构的太阳能电池之一。其结构特点是正负电极都设置在电池的背面，通过在硅片的背面交替排列的p+和n+接触层来实现电流的收集。图示中的IBC电池结构通过优化电池背面的接触方式，减少了正面电极所造成的阴影面积，提高了太阳光的利用率，从而有效提升了电池的光电转换效率。IBC电池是传统BC技术的代表，也是最早实现高效电池技术的关键之一。

2. TBC电池（Tunnel Back Contact，POLO-IBC电池）

TBC电池技术是在IBC电池的基础上进一步发展的技术。它引入了隧道接触层设计，使得电池的导电性和效率进一步提升。TBC电池的结构比IBC电池更为复杂，其中包括了多层扩散层、隧道接触层以及优化的p型和n型多晶硅片。此种设计优化了电池的电流收集效果，减少了电流损失，并且改进了电池的稳定性。POLO-IBC电池代表了这一技术的发展方向，通过优化背面接触结构，使得电池在实际应用中能够提供更高的效率。

3. HBC电池（Hybrid Back Contact）

HBC电池技术结合了异质结（HJT）和背接触（BC）技术，通常被称为“混合型背接触电池”。HBC电池的结构包括n型硅片和p型硅片，通过非硅材料层的异质结结构来减少光电子的复合，从而提高光电转换效率。HBC电池在效率上相较于IBC和TBC电池有更大的提升，并且在低成本、高效率方面具有显著优势。图示中的HBC电池通过将异质结技术与背接触技术结合，实现了电池性能的突破。

4. 技术发展路线

目前BC电池技术已经发展成四大主要的技术路线，分别代表了不同的技术创新方向：

1. 以SunPower为代表的传统IBC电池

   SunPower通过采用IBC电池技术，取得了显著的效率提升，成为该技术的代表。

2. 以ISFH为代表的TBC（POLO TOPCon+BC）技术

   这一技术通过引入TOPCon技术，进一步优化了TBC电池的性能，提升了导电性和效率。

3. 以KANIKA为代表的HBC（HJT+BC）技术

   HBC电池技术结合了异质结和背接触技术，进一步提高了电池的光电转换效率。

4. HJT与TOPCon技术结合的混合HBC（Hybrid BC）

   这一技术结合了HJT和TOPCon的优势，使得HBC电池的效率得到了进一步提升，成为当前高效电池技术的前沿。

5. 电池效率的提升

从2003年到2020年，BC电池的效率得到了显著提升。图表显示，SunPower公司代表的IBC电池在2003年时的效率为21.5%，而在2020年，这一效率已达到26.7%。其他公司如Sanyo/Panasonic和Kaneka的电池也在不断推进BC技术的研发，推动整个行业的进步。

TBC与TOPCon相同与差异比较

TBC（Tunnel Back Contact）和TOPCon（Tunnel Oxide Passivated Contact）是两种具有相似性的先进太阳能电池技术。尽管两者有共同的技术基础，但它们在电池结构和工艺特性上有一些关键差异。以下是它们的比较：

1. 结构特征

● TOPCon

TOPCon电池采用的是金属背接触设计，背面没有电极。它通过在硅基片上形成一层氧化层来实现钝化，减少电子复合，显著提高电池的效率。

● TBC

TBC电池结构是基于TOPCon技术平台的延伸。TBC电池采用了与TOPCon类似的背接触结构，但其设计更加复杂，包含多层结构，并且进行了优化以进一步提升效率。

2. 工艺特性

● TBC工艺

TBC电池在制造过程中使用了更为复杂的流量过程，因此其制造过程较为复杂。它要求使用更多的工艺步骤和精细的设备，同时需要更高的制造能力和更精确的工艺控制，这使得TBC电池的生产过程相对较为昂贵。

● TOPCon工艺

TOPCon电池工艺较为简单，图示的结构设计较为直接且易于实施。由于其较为简单的设计，TOPCon电池的制造成本较低，且在大规模生产中具有更好的可扩展性。

3. 材料需求

● TBC电池材料需求

TBC电池与TOPCon电池相比，所需的金属层材料更多，尤其是对银的需求较大。为了优化电池的导电性，TBC电池需要使用更多的银材料，这增加了其材料成本。

● TOPCon电池材料需求

TOPCon电池的金属需求较少，材料使用相对较为简约。这一特点使得TOPCon电池的生产成本相对较低。

4. 电池效率

● TBC电池效率

TBC电池的多层设计使得其具有更高的电池效率。通过优化背面接触结构并减少电流损耗，TBC电池能够提供更高的光电转换效率，尽管其生产工艺较为复杂，但最终的性能表现非常出色。

● TOPCon电池效率

TOPCon电池的效率虽然不及TBC电池高，但仍然具备较好的性能，尤其是在较为简单的生产工艺下。TOPCon电池的优点在于其在大规模生产中的稳定性和较低的成本