1、HIT電池結構和原理
HIT是Heterojunction with Intrinsic Thin-layer的縮寫， 意為本征薄膜異質結， 因HIT已被日本三洋公司申請為注冊商標， 所以又被稱為HJT或SHJ(Silicon Heterojunction solar cell)。 該類型太陽能電池最早由日本三洋公司于1990年成功開發， 當時轉換效率可達到14.5%(4mm2的電池)， 後來在三洋公司的不斷改進下， 三洋HIT電池的轉換效率於2015年已達到25.6%。 2015年三洋的HIT專利保護結束， 技術壁壘消除， 是我國大力發展和推廣HIT技術的大好時機。
下圖是HIT太陽能電池的基本構造， 其特徵是以光照射側的p-i型a-Si：H膜(膜厚5-l0nm)和背面側的i-n型a-Si：H膜(膜厚5-l0nm)夾住晶體矽片， 在兩側的頂層形成透明的電極和集電極， 構成具有對稱結構的HIT太陽能電池。
圖表：HIT太陽能電池結構示意圖
在電池正表面， 由於能帶彎曲， 阻擋了電子向正面的移動， 空穴則由於本征層很薄而可以隧穿後通過高摻雜的p+型非晶矽， 構成空穴傳輸層。 同樣， 在背表面， 由於能帶彎曲阻擋了空穴向背面的移動，
2、HIT電池工藝流程
HIT電池的一大優勢在於工藝步驟相對簡單， 總共分為四個步驟：制絨清洗、非晶矽薄膜沉積、TCO製備、電極製備。
圖表2：HIT太陽能電池工藝流程
製備的核心工藝是非晶矽薄膜的沉積， 其對工藝清潔度要求極高， 量產過程中可靠性和可重複性是一大挑戰， 目前通常用PECVD法製備。
HIT電池的製備工藝步驟簡單， 且工藝溫度低， 可避免高溫工藝對矽片的損傷， 並有效降低排放， 但是工藝難度大， 且產線與傳統電池不相容， 設備資產投資較大。
3、HIT電池優勢和特點
HIT電池具有發電量高、度電成本低的優勢， 具體特點如下：
(1)低溫工藝
HIT電池結合了薄膜太陽能電池低溫(<250℃)製造的優點， 從而避免採用傳統的高溫(>900℃)擴散工藝來獲得p-n結。 這種技術不僅節約了能源， 而且低溫環境使得a_Si：H基薄膜摻雜、禁帶寬度和厚度等可以較精確控制，
高溫環境下發電量高， 在一天的中午時分， HIT電池的發電量比一般晶體矽太陽電池高出8-10%， 雙玻HIT元件的發電量高出20%以上， 具有更高的用戶附加值。
(2)雙面電池
HIT是非常好的雙面電池， 正面和背面基本無顏色差異， 且雙面率(指電池背面效率與正面效率之比)可達到90%以上， 最高可達96%， 背面發電的優勢明顯。
(3)高效率
HIT電池獨有的帶本征薄層的異質結結構，
(4)高穩定性
HIT電池的光照穩定性好， 理論研究表明非品矽薄膜/晶態矽異質結中的非晶矽薄膜沒有發現Staebler-Wronski效應， 從而不會出現類似非晶矽太陽能電池轉換效率因光照而衰退的現象;HIT電池的溫度穩定性好， 與單晶矽電池-0.5%/℃的溫度係數相比， HIT電池的溫度係數可達到-0.25%/℃， 使得電池即使在光照升溫情況下仍有好的輸出。
(5)無光致衰減
困擾晶矽太陽能電池最重要的問題之一就是光致衰減， 而HIT電池天然無衰減， 甚至在光照下效率有一定程度的增加， 上海微系統所在做HIT光致衰減實驗時發現， 光照後HIT電池轉換效率增加了2.7%，在持續光照後同樣沒有出現衰減現象。日本CIC、瑞士EPFL、CSEM在APL上的聯合發表也證實了HIT電池的光致增強特性。
(6)對稱結構適於薄片化
HIT電池完美的對稱結構和低溫度工藝使其非常適於薄片化，上海微系統所經過大量實驗發現，矽片厚度在100-180μm範圍內，平均效率幾乎不變，100μm厚度矽片已經實現了23%以上的轉換效率，目前正在進行90μm矽片批量製備。電池薄片化不僅可以降低矽片成本，其應用也可以更加多樣化。
(6)低成本
HIT電池的厚度薄，可以節省矽材料;低溫工藝可以減少能量的消耗，並且允許採用廉價襯底;高效率使得在相同輸出功率的條件下可以減少電池的面積，從而有效降低了電池的成本。
4、HIT電池產業化現狀
OFweek產業研究院資料顯示，在大規模量產方面，首屈一指的當然是日本三洋，現有產能1GW，量產效率達23%。除此之外，具有較成熟HIT技術的還有Keneka、Sunpreme、Solarcity、福建均石、晉能、新奧、漢能等企業。
圖表：國內外HIT太陽能電池產業化情況(單位：%，MW)
目前HIT產品的量產難點主要包括以下幾方面：
(1)高品質矽片：相較常規N型產品，HIT電池對矽片品質有更高的要求，需要謹慎選擇矽片供應商。
(2)制絨後矽片表面潔淨度的控制：HIT電池對矽片表面潔淨度要求非常高，需要平衡矽片清洗潔淨程度和相關化學品以及水的消耗。
(3)各工序Q-time控制：HIT電池在完成非晶矽鍍膜之前，對矽片暴露在空氣中的時間以及環境要求比較嚴苛，需要注意各工序Q-time的控制。
(4)生產連續性對於TCO鍍膜設備的影響：TCO鍍膜必須保證連續投料，否則良率和設備狀況都會受到影響，尤其在產線剛投產時，保持生產連續性是一大挑戰。
(5)高粘度漿料的連續印刷穩定性：在HIT電池製備過程中，漿料粘度大導致的虛印斷柵現象較多，需要數倍於常規產線的關注。
(6)焊帶拉力的穩定性：拉力穩定的視窗窄，雙玻雙面發電的元件結構進一步增加了電池串聯的難度。
此外，影響HIT產業化的重要因素之一即成本問題，據楊立友博士介紹，HIT電池BOM成本前四項為矽片、導電銀漿、靶材、制絨添加劑。針對這幾個高成本部分，可進行專項降本，包括降低原材料的消耗量、關鍵設備的國產化、關鍵原材料的國產化、新技術的導入等。
5、HIT電池市場前景展望
降本增效始終是光伏行業永恆的主題，隨著行業不斷的技術進步和政策推動，大眾的目光逐漸轉移至度電成本上，高效電池因此備受矚目。繼PERC電池成為行業熱點後，HIT電池技術初有突破，性價比優勢開始顯現，未來將是P型PERC電池與N型HIT電池爭霸光伏產業的時代。
光照後HIT電池轉換效率增加了2.7%，在持續光照後同樣沒有出現衰減現象。日本CIC、瑞士EPFL、CSEM在APL上的聯合發表也證實了HIT電池的光致增強特性。(6)對稱結構適於薄片化
HIT電池完美的對稱結構和低溫度工藝使其非常適於薄片化，上海微系統所經過大量實驗發現，矽片厚度在100-180μm範圍內，平均效率幾乎不變，100μm厚度矽片已經實現了23%以上的轉換效率，目前正在進行90μm矽片批量製備。電池薄片化不僅可以降低矽片成本，其應用也可以更加多樣化。
(6)低成本
HIT電池的厚度薄，可以節省矽材料;低溫工藝可以減少能量的消耗，並且允許採用廉價襯底;高效率使得在相同輸出功率的條件下可以減少電池的面積，從而有效降低了電池的成本。
4、HIT電池產業化現狀
OFweek產業研究院資料顯示，在大規模量產方面，首屈一指的當然是日本三洋，現有產能1GW，量產效率達23%。除此之外，具有較成熟HIT技術的還有Keneka、Sunpreme、Solarcity、福建均石、晉能、新奧、漢能等企業。
圖表：國內外HIT太陽能電池產業化情況(單位：%，MW)
目前HIT產品的量產難點主要包括以下幾方面：
(1)高品質矽片：相較常規N型產品，HIT電池對矽片品質有更高的要求，需要謹慎選擇矽片供應商。
(2)制絨後矽片表面潔淨度的控制：HIT電池對矽片表面潔淨度要求非常高，需要平衡矽片清洗潔淨程度和相關化學品以及水的消耗。
(3)各工序Q-time控制：HIT電池在完成非晶矽鍍膜之前，對矽片暴露在空氣中的時間以及環境要求比較嚴苛，需要注意各工序Q-time的控制。
(4)生產連續性對於TCO鍍膜設備的影響：TCO鍍膜必須保證連續投料，否則良率和設備狀況都會受到影響，尤其在產線剛投產時，保持生產連續性是一大挑戰。
(5)高粘度漿料的連續印刷穩定性：在HIT電池製備過程中，漿料粘度大導致的虛印斷柵現象較多，需要數倍於常規產線的關注。
(6)焊帶拉力的穩定性：拉力穩定的視窗窄，雙玻雙面發電的元件結構進一步增加了電池串聯的難度。
此外，影響HIT產業化的重要因素之一即成本問題，據楊立友博士介紹，HIT電池BOM成本前四項為矽片、導電銀漿、靶材、制絨添加劑。針對這幾個高成本部分，可進行專項降本，包括降低原材料的消耗量、關鍵設備的國產化、關鍵原材料的國產化、新技術的導入等。
5、HIT電池市場前景展望
降本增效始終是光伏行業永恆的主題，隨著行業不斷的技術進步和政策推動，大眾的目光逐漸轉移至度電成本上，高效電池因此備受矚目。繼PERC電池成為行業熱點後，HIT電池技術初有突破，性價比優勢開始顯現，未來將是P型PERC電池與N型HIT電池爭霸光伏產業的時代。