一種新的基于TOPCon的太陽能電池結構，即BICS（背接觸交叉指式載流子選擇性）太陽能電池。BICS結合了PERC、IBC和TOPCon的優勢，在標準條件下（室溫、20%反射率）實現超過30 mW/cm2的輸出功率密度。

美能溫濕度綜合環境試驗箱用于環境模擬試驗，為了驗證評估BC電池的可靠性，并通過熱疲勞誘導失效模式，早期識別制造缺陷。

BICS的電池結構

BICS 電池結構

BICS太陽能電池結構：

BICS電池結合了局部TOPCon技術和全TOPCon技術，分別應用于發射極和背表面場（BSF）區域。這種結構利用了PERC的雙面性、IBC的背接觸以及TOPCon的載流子選擇性接觸。

結構優勢：

局部TOPCon（局部隧道氧化層鈍化接觸）應用于發射極區域，有助于提高電池的光電轉換效率。全TOPCon（全隧道氧化層鈍化接觸）應用于BSF區域，進一步增強了電池的性能。結構設計使得電池能夠利用來自正面和背面的光，提高了光吸收和電池的整體效率。與HBC+的比較：

與HBC+電池相比，BICS電池的設計不依賴于透明導電氧化物（TCO），這有助于提高電池的光吸收和輸出功率密度。BICS電池的設計預期在標準使用條件下提供更高的性能，而HBC+電池則更適合高溫操作。BICS的功率密度與摻雜類型

在雙面光照（100%正面 AM1.5G 和 20%背面 AM1.5G）條件下，采用三種工藝參數（標準、改進、高端）對 BICS 電池性能進行評估。三種工藝下BICS不同電池周期距離時的功率密度變化工藝條件對性能的影響

隨著工藝從標準到改進再到高端的提升，BICS 的整體電池性能逐步提高。在高端工藝下，細胞性能顯示輸出密度超過 30mW/cm2，這表明工藝改進對于提升 BICS 的功率密度具有顯著作用。

電池周期距離的影響

較小的電池周期距離對BICS更為有利，意味著BICS具有較高的內部電阻，適當減小電池周期距離有助于優化 BICS 的性能。

前表面摻雜類型對比

IBC電池具有兩種前表面摻雜類型FFE和FSF，結果顯示FSF類型在這些條件下表現更優，這與之前對雙面IBC電池評估中FFE更具優勢的結果不同。原因在于FFE在BICS中不利于載流子傳輸，進一步說明在 BICS 結構中FSF是更合適的前表面摻雜類型選擇。BICS的J-V曲線與性能參數

BICS電池在不同照明條件下的J-V曲線

在三種光照條件下的最佳電池的 J-V 性能

雙面光照下，BICS的輸出功率密度達到30.35mW/cm2，相比之前研究的HBC +約高出 1mW/cm2，表明 BICS 結構在雙面光照時具有更高的輸出功率優勢。

正面光照時，BICS的性能參數也表現良好，如Jsc為41.25mA/cm2、Voc為 725.6mV、FF為83.4%、Pmax為24.96mW/cm2，展示了其在正面受光時的發電能力。

背面光照下，BICS同樣表現出色，Jsc為42.87mA/cm2、Voc為726.8mV、FF為83.5%、Pmax為26.03mW/cm2，背面電池效率超過26%。

與HBC對比：BICS的Jsc更高，這有助于提高電池的輸出功率，但Voc略低（約 750mV）?？傮w而言，BICS在光學性能方面表現更優，復合性能也較為出色。BICS 和 HBC+在不同溫度下的性能表現

BICS 和 HBC+溫度依賴性及在室溫下的損失分析

在室溫下，BICS電池的輸出功率密度比HBC+高出約1 mW/cm2，但在溫度升高到45°C以上時，HBC+的性能更優。

隨著溫度的升高，BICS太陽能電池的性能退化比HBC+更為顯著。這表明在高溫環境中，HBC+可能是更合適的選擇。

BICS 結合了 PERC電池的雙面方案、IBC電池的背接觸以及 TOPCon電池的載流子選擇性接觸的優點，其在標準反照率（20%）條件下具有超過 30mW/cm2 的輸出密度。在室溫時，BICS 性能優于 HBC+，但HBC +具有良好的溫度特性，在溫度超過45°C時表現更優。故而在實際應用中，應根據安裝地點的氣候條件來選擇 BICS 或 HBC+，以確保太陽能電池達到最佳性能。美能溫濕度綜合環境試驗箱

確定太陽能電池承受高溫和潮濕以及零下溫度影響的能力，滿足標準：IEC61215-MQT12（濕凍試驗）、MQT13（濕熱試驗）

• 溫度范圍：-50~150℃
• 濕度范圍：20%-98%RH

采用進口溫度控制器，實現多段溫度編程，精度高，可靠性好

美能溫濕度綜合環境試驗箱可以模擬各種氣候條件下的溫濕度環境，對BICS和HBC+太陽能電池進行全面的性能測試和優化。這樣的試驗箱為研究人員提供了一個控制環境，以精確評估太陽能電池在不同溫度和濕度條件下的反應和耐久性，確保它們能夠在極端天氣條件下保持最佳性能。

原文出處：Back-Contact Interdigitated Carrier-Selective Cell: Numerical Demonstration of 30 mW/cm2 Output Power Density in Standard Albedo Condition

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