XBC（Back Contact）指的是背接触电池，将正面的金属栅线放到电池背面减少阳光遮挡而提高转换效率，其优势是转化效率高，短路电流大、填充因子高，并且比较美观，但缺点是制造流程太庞大、本钱较高。XBC技术已成为目今光伏工业的热门话题。

12月24-25日举办的2024年度光伏工业技术立异大会将围绕立异降本、提质增效主题，探讨目今XBC电池技术的进展立异结果，展望未来提升性能的偏向。

激光开槽技术有效解决XBC电池制备难题

IBC电池可与HJT、TOPCon、钙钛矿等多种电池叠加，效率提升潜力大。IBC电池可与多种差别电池技术叠加，形成差别工艺路线，包括：1）以SunPower为代表的经典IBC电池工艺
；2）以ISFH为代表的POLO-IBC电池工艺，由于POLO-IBC工艺庞大，业内更看好低本钱的同源技术TBC电池工艺（TOPCon-IBC）
；3）以Kaneka为代表的HBC电池工艺（IBC-HJT）
；4）与钙钛矿叠加形成PSC IBC叠层电池工艺。

IBC电池的PN结及电极均位于背面，结构优化效率优势明显。IBC（Interdigitated back contact）电池，即背接触型太阳能电池，将P/N结、基底与发射区的接触电极以交叉指形状做在电池背面。IBC电池的结构性优势有：①正面遮光面积为零
；②正面没有栅线，没有接触复合和绒面结构巨细的限制，外貌陷光效应和钝化效果可以抵达最优化
；③增加电池在组件中的排列密度。因此，IBC从结构上突破古板晶硅电池的结构限制，为提高电池效率提供较大空间。

目前激光开槽技术在XBC电池上的应用主要为①刻蚀掩膜、制备PN区交叉指结构，也可以用于②PN区隔离
；③钝化膜开槽。

激光开槽工艺可以低成外地制备PN区结构。IBC电池工艺的要害问题在于制备呈叉指状间隔排列的P区和N区、制备更好的外貌钝化层和金属化。对应的是目前IBC的劣势，如需要多步打掩膜的办法，制程越发庞大
；PN电极之间有漏电危害。通过激光刻蚀，可以绕过掩膜，更低成外地制备PN区
；更灵活准确地去除钝化膜形成金属化的接触区。

如何在电池背面制作交叉指式的PN区是IBC电池的工艺难点。目前，PN结制备的主要要领为丝网印刷与光刻法。光刻可在掩膜上形成需要的图形，但本钱较高，不适合大规模生产。丝网印刷可以直接印刷刻蚀浆料进行刻蚀掩膜，或印刷阻挡型浆料来盖住部分掩膜，形成需要的图形，扩散形成多个N区、P区即得叉指状PN区
；也可以直接在掩膜中掺入所需要的硼或者磷，节省一步高温历程。丝网印刷保存瞄准精度、印刷重复性等问题，因此需要在工艺重复可靠性与电池效率之间找到平衡点。

IBC电池的制备历程中，激光开槽可以用于制备PN结环节的掩膜消融，是解决丝网印刷局限性的一种途径。其原理是利用激光的高能量，接纳极短脉冲，使物质瞬间被汽化，可精确地控制作用深度。无论是间接刻蚀掩膜，照旧直接刻蚀，激光的要领都可以获得比丝网印刷越发细小的电池单位结构，更小的金属接触开孔和更灵活的设计。工艺的劣势是激光加工带来的硅片损伤，以及对接触电阻的影响
；另外，精准对位是激光设备的须要条件，因此其加工时间往往较长，平均每片电池片的激光加工需耗时几分钟到十几分钟，生产效率较低。

激光开槽也可以应用于XBC电池PN区疏散。为避免短路，XBC电池背面的P区和N区之间往往需要隔离，PN区隔离有多种方法，可以利用未进行掺杂的非晶硅制止P型掺杂区和N型掺杂区直接相通，也可以在P型掺杂区和N型掺杂区进行激光开槽进行隔离。凭据专利之星，目前普乐新能源的IBC电池、爱旭股份的HBC电池制备均选用激光开槽方法隔离PN区。

别的，激光开槽也可以应用于IBC、TBC等电池钝化膜形成后、金属化开始前的接触结构刻蚀环节。激光开槽钝化膜的目的是，在N型单晶硅片背面的钝化层上进行激光开窗，并将电极从N区和P区上引出来，进行金属化。背钝化电池中的背钝化膜层一般由氧化铝和氮化硅、氧化铝和氧化硅或掺杂多晶硅和氧化硅组成，一般的氧化铝厚度为5-20nm，氮化硅厚度规模为70-220nm，常见的氧化铝厚度在10nm，氮化硅厚度在70-100nm时，背钝化膜呈淡蓝色，为进一步改善外貌钝化效果，部分厂家增加抛光工艺，使得背钝化膜对可见光波段的光反射率高于其它波段。

IBC电池接触区刻蚀的难点在于克服电阻损失，包管电流电池效率，避免漏电情况。在金属化环节，由于IBC电池的正外貌没有金属栅线的遮挡，电流密度较大，在背面的接触和栅线上的外部串联电阻损失也较大。金属接触区的复合通常都较大，所以在一定规模内接触区的比例越小，复合就越少，从而导致VOC越高。因此，IBC电池的金属化之前一般要涉及到翻开接触孔/线的办法。另外，N和P的接触孔区需要与各自的扩散区瞄准，不然会造成电池漏电失效。

激光开槽可以同时包管较低的接触电阻、较高的电池效率与较好的钝化效果。由于通过激光消融方法开槽，浆料可以利用低温烧结即可实现栅线与P型/N型掺杂多晶硅良好的欧姆接触，在包管较低接触电阻的同时，减少栅线区域的金属诱导复合，提高电池效率，且制止了高温烧结浆料对P型/N型掺杂多晶硅具有破坏性而导致栅线区域金属诱导复合随温度升高而降低电池效率的问题
；同时，也制止高温烧结浆料对隧穿氧化层爆发破坏，确保电池的钝化效果。

（文章来源：北极星光伏研学社）