IBC电池结构特点及差异体现在哪？

IBC 是 xBC 路线的基础结构，其核心工艺变化在于前表面钝化、图形化、金属化。

IBC 电池结构是 xBC 路线的基础结构，特点在于背面叉指状电极：以 N 型晶硅衬底的 IBC 电池为 例，电池片从上到下依次为：①SiNx 减反射层：降低受光面反射损失的同时，具备一定钝化作用， 可降低表面复合；②SiO2 钝化层：使晶硅表面悬挂键饱和，降低表面复合；③N + FSF（掺磷前表面 场）：形成 N +N 结势垒，进一步降低表面复合；④N 型基区；⑤P +与 N +发射极：通过硼扩和磷扩分 别形成交替排布的 P +与 N +发射极，P +发射极与基区形成 P-N 结，N +发射极与基区硅基底形成高低 结，分离不同种类的载流子；⑥SiO2 钝化层：减少金属接触复合，采用局域开孔方式接触，降低背 表面金属复合；⑦金属电极：IBC 电池背面电极呈现叉指状结构，其正负极区域需要分别对准 P +区 域和 N +区域。

相比 PERC 路线，传统 IBC 电池片的工艺流程差异体现在前表面钝化、图形化及金属化三方面： 1） 背接触电池要求更低的表面复合速率，其正面可能通过叠加 FSF 的方式增强钝化效果：BC 电 池的正负电极均处在电池片背面，在基区前表面产生的载流子需要穿过整个基区才能到达背面 被电极收集，这就要求载流子有较长的扩散长度；由于载流子的扩散长度与其寿命的平方成正 比，业界普遍通过加强钝化的方式降低表面复合速率、提升载流子寿命。因此相比传统 PERC 等技术路线，BC 电池前表面的钝化要求更高，在 SiNx/SiO2 钝化层之外，IBC 电池通常还可能 叠加一层更高掺杂浓度的 FSF，以分离不同种类的载流子、增强钝化效果；若 xBC 电池在前表 面制作过程中额外增加一道掺杂扩散的生产工艺，则该种路线的高温扩散炉设备需求提升。

2） 背面发射极由两种重掺杂区交替构成，制备流程复杂：与 PERC、TOPCon 等技术仅在正面进行 一次掺杂的工艺不同，BC 电池背面需要形成交替排布的 P +区和 N +区，因此需要在背面发射区 进行硼和磷两种掺杂，为阻挡反型层的扩散，背面发射极的制备过程需要反复沉积薄膜并刻蚀， 同时为避免 P +区和 N +区直接接触导致短路，还需要采用激光刻蚀分隔两区域。由此可见，BC 电池的背面图形化工艺在掩膜刻蚀、极区分隔的工艺中对激光刻蚀设备的需求量显著提升，同 时由于制作过程涉及反复的多晶硅与掩膜沉积，因此 CVD 或 PVD 等设备需求亦有所提升。 3） 电极印刷需保证较高的精准度，避免短路：在金属电极印刷的过程当中，BC 电池需要分别将正 负电极精准印刷在 P +区和 N +区，因为 P +区负责收集空穴，N +区负责收集电子，若栅线印刷位置 错误导致 P +区和 N +区相互连接，则会造成短路，因此 BC 电池金属化过程对丝网印刷精度要求 较高。

xBC 电池结构之间的差异主要体现在各层材质的选择上：由于 BC 技术本质上属于平台型技术，可 以与 PERC、TOPCon、HJT 技术叠加分别形成 P-IBC、TBC、HBC 等电池结构，这些 BC 技术路线 之间的差异主要集中在各层材料的选择上。基区材质选择方面，P-IBC 电池以 P 型硅片为衬底，TBC 与 HBC 均以 N 型硅片为衬底，由于 N 型电池少子寿命较长，后者的转化效率通常高于前者；钝化 结构设计方面，P-IBC 正背表面通常只有 SiNx/Al2O3 提供钝化效果，TBC 结构的被表面改用掺杂多 晶硅+隧穿氧化层的结构加强钝化效果，HBC 则使用 p-i-n 异质结的结构减少复合，由于 TBC 与 HBC 结构可以更好地减少载流子复合，其转化效率相对更高。

由于技术尚未完全成熟定型，当前不同厂商的 xBC 路线之间存在转换效率与工艺复杂度的取舍：目 前，国内已开始商业化量产的爱旭 ABC（All Back Contact，全背接触）电池与隆基 HPBC（Hybrid Passivated Back Contact，混合钝化背接触）电池均是具备隧穿氧化层结构的 TBC 技术路径分支，但 两者在效率与成本间的取舍上有明显差异。 1） HPBC 追求高性价比，仅需一种背面掺杂且无需激光分隔两种发射极，流程大幅简化：HPBC 以 P 型硅片为衬底，由于采用了 TBC+PBC 的设计思路，其仅在 N 区发射极使用了隧穿氧化层 的钝化方式。同时，HPBC 并未在背部进行两种掺杂，也无需激光开槽分隔两种发射极，新增工 艺流程相对较少，但由于 P 区并无隧穿氧化层加强钝化效果，其转化效率不及 ABC 技术路线， 属于成本较低、性价比较高的一种电池量产路线。

2） ABC 追求高效，背面进行两次重掺杂并全域钝化，新增设备与工序均较多：ABC 电池与 TBC 电池技术路径相近，以 N 型硅片为衬底，由于涉及两次不同种元素的掺杂，该路线或相比 HPBC 技术多一道掺杂工艺、一道掩膜生成工艺，同时 P +发射极和 N +发射极制备完成后还需要增加一 道激光开槽分隔工艺，对高温扩散炉、CVD 或 PVD 设备、激光设备的需求增量较大。尽管工艺 流程复杂，但这一技术路线采用了少子寿命更高的 N 型衬底，并对整个背面进行了隧穿氧化层 钝化，可实现相对较高的转换效率。