雙面太陽(yáng)電池因具有更高的等效轉(zhuǎn)換效率 可降低 25%以上的系統(tǒng)成本和更廣泛的應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)引起了人們的廣泛關(guān)注 介紹了雙面太陽(yáng)電池的工作原理，重點(diǎn)總結(jié)了鈍化發(fā)射極及背表面完全擴(kuò)散 ( PEＲT) 雙面太陽(yáng)電池 鈍化發(fā)射極及背表面接觸 ( PEＲC) 雙面太陽(yáng)電池異質(zhì)結(jié)型雙面太陽(yáng)電池等硅基雙面太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)及發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了銅銦鎵硒 ( CIGS) 雙面太陽(yáng)電池 CdTe 薄膜雙面太陽(yáng)電池及鈣鈦礦雙面太陽(yáng)電池等的新型結(jié)構(gòu)及研究進(jìn)展 詳細(xì)分析了雙面太陽(yáng)電池的發(fā)展優(yōu)勢(shì)與現(xiàn)階段出現(xiàn)的主要問(wèn)題 最后說(shuō)明了雙面太陽(yáng)電池今后的努力方向，為更好地提高雙面太陽(yáng)電池的效率，背部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及制備工藝的優(yōu)化和創(chuàng)新是未來(lái)雙面電池發(fā)展的趨勢(shì)。

 

0引言

從E．Becquerel 發(fā)現(xiàn)光生伏特效應(yīng)［1］，到光電轉(zhuǎn)換效率為 6%的第一塊實(shí)驗(yàn)室單晶太陽(yáng)電池的誕生［2］，至目前投入生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率為 20.2%的多晶硅電池21.6% 的單晶硅電池［3］和年裝機(jī)達(dá)76 GW的光伏產(chǎn)業(yè)，太陽(yáng)電池已成為綠色發(fā)展的重要器件但常規(guī)單結(jié)太陽(yáng)電池已逼近肖克利·奎伊瑟 ( S- Q) 效率極限［4］，占市場(chǎng)份額最大的晶硅電池效率難于突破［5］，進(jìn)一步提升太陽(yáng)電池的性價(jià)比愈加艱難。

雙面電池從正面和背面同時(shí)收集太陽(yáng)光［6］，不多占用額外的土地資源。在盡量保持成本的同時(shí)，雙面電池的發(fā)電量較單面電池能提高 20%［7］。由于正面和背面入射光的強(qiáng)度不同，兩面的輸出功率也不同［8］。其背面收集的太陽(yáng)光一般是正面收集效率的10%～30%。理論上，雙面電池比傳統(tǒng)電池具有更高的功率與質(zhì)量比、更小的安裝方向限制［9］、更少的鋁材料投入［10］ 及更高的輸出功率［11］。雙面太陽(yáng)電池可使用在建筑物上，如屋頂，停車(chē)場(chǎng)等［12］。

近年來(lái)一流制造廠商競(jìng)相推出雙面太陽(yáng)電池［13］。中來(lái)光電科技有限公司在國(guó)內(nèi)率先投產(chǎn)2. 1 GW n 型單晶硅雙面電池項(xiàng)目［14］。英利綠色能源控股有限公司研制了 熊貓 n 型雙面發(fā)電光伏組件。歐洲最大的雙面發(fā)電光伏項(xiàng)目全部采用該熊貓雙面發(fā)電組件 ( 60 片) ，實(shí)際發(fā)電功率超過(guò)380 W，等效組件效率達(dá)到24. 5%，可降低25%以上的系統(tǒng)成本［15－16］。2016 年，美國(guó) Sunpreme 太陽(yáng)能公司在美國(guó)東部建成裝置規(guī)模達(dá) 12. 8 MW 的雙面太陽(yáng)能電站，采用自家生產(chǎn)的 GxB370W 雙面組件，轉(zhuǎn)換效率為 21. 5%，每 年 預(yù) 估 可 發(fā) 電8GWh［17］。根據(jù)國(guó)際光伏技術(shù)路線圖 ( internatio-nal technologyroadmap for photovoltaic，ITＲPV) 預(yù)測(cè)，到2019 年，雙面電池技術(shù)的市場(chǎng)份額能達(dá)到15%［18］。2015 年，蘇州市西環(huán)高架雙面光伏發(fā)電聲屏障實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目屬國(guó)內(nèi)的首個(gè)雙面發(fā)電項(xiàng)目嘗試，長(zhǎng)度約為100 km，月發(fā)電量穩(wěn)定在 8 000 GWh 左右［19］。

由此可見(jiàn)，雙面電池市場(chǎng)關(guān)注度高，潛力巨大。

1雙面太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 雙面太陽(yáng)電池的工作原理

 

雙面太陽(yáng)電池是指正反兩面都能吸收太陽(yáng)光并轉(zhuǎn)換成電能的太陽(yáng)電池，但這類(lèi)電池在材料結(jié)構(gòu)和工作原理等方面與傳統(tǒng)單面電池有很大差別，工作原理如圖1 所示。雙面太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)從上到下依次是: 上電極、鈍化/減反射膜、吸收層、鈍化/減反射膜及背電極。硅基雙面太陽(yáng)電池采用高透過(guò)率的鈍化/減反射膜、金屬柵線替換單面電池中的完全覆蓋的不透光的金屬背電極，并通過(guò)電池的 n+-p-p+結(jié)構(gòu)中的高低結(jié)或 n+- p- n+結(jié)構(gòu)中新增的 pn 結(jié)來(lái)增強(qiáng)反面入射光的光生電子空穴的分離，從而對(duì)電池的光電流和效率產(chǎn)生貢獻(xiàn)。而 CuInx Ga1－ x Se2( CIGS) 太陽(yáng)電池、染料敏化太陽(yáng)電池、CdTe 太陽(yáng)電池等雙面太陽(yáng)電池則是利用背電極采用透明材料的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)雙面受光，從而增加了總電能的輸出。

 

1.2 硅基雙面太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)及發(fā)展趨勢(shì)

目前硅基雙面太陽(yáng)電池主要包括 n 型鈍化發(fā)射極及背表面完全擴(kuò)散 ( passivated emitter andrear to-tally diffused，PERT) 雙面太陽(yáng)電池、鈍化發(fā)射極及背表面接觸 ( passivated emitter and rear contact，PERC)雙面太陽(yáng)電池和雙面異質(zhì)結(jié)型太陽(yáng)電池。

 

n 型 PERT雙面太陽(yáng)電池。由于其背表面完全擴(kuò)散和良好的雙面鈍化技術(shù)獲得了更好的性能，從而在ITＲPV2015 上得到關(guān)注。典型的n 型PERT雙面太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)如圖2 所示，采用硼擴(kuò)散形成發(fā)射極，磷擴(kuò)散形成n+背場(chǎng)，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積 ( PECVD) 技術(shù)在正面和背面沉積減反射膜氮化硅，絲網(wǎng)印刷電池的背面和正面形成電極。背面電極也采用與正面電極相同的柵線結(jié)構(gòu)［20］。目前 n 型 PEＲT 雙面太陽(yáng)電池的實(shí)驗(yàn)室正面 轉(zhuǎn) 化 效 率 為 20. 63%，背 面 轉(zhuǎn)化 效 率 為18. 1%［20］。B. Yu 等人［21］通過(guò)戶外實(shí)地測(cè)量得出，n 型雙面太陽(yáng)電池的半年和年輸出能量均比傳統(tǒng)太陽(yáng)電池要高，尤其是在多云或低光照條件下優(yōu)勢(shì)更為明顯，效率提升較多。M．K．Stodolny 等人［22］使用低成本的工藝加工步驟，同時(shí)加工6 塊晶片得到總體最優(yōu)效率為20. 7%的雙面n 型太陽(yáng)電池。值得一提的是該團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)鈍化膜的深入研究將復(fù)合電流密度降至2 fA/cm2( 平面上) ，并且得出開(kāi)路電壓被硼發(fā)射極的暗飽和電流所限制的結(jié)論，因此認(rèn)為通過(guò)對(duì)發(fā)射極的改進(jìn)制造出總體效率大于 22%的雙面太陽(yáng)電池是可行的。Y．L．Chen 等人［23］通過(guò)優(yōu)化鈍化技術(shù)使用液相沉積 ( LPD) 技術(shù)沉積SiO2 鈍化膜，得到了總體效率為 19. 06%的大面積( 156 mm × 156 mm) 雙面 n 型太陽(yáng)電池。此外，研究表明，在退火工藝上，分步退火較一次性退火對(duì)于效率的提升有更大的潛力［24］。采用均勻擴(kuò)散、電介質(zhì)鈍化、絲網(wǎng)印刷工藝制備雙面 n 型太陽(yáng)電池技術(shù)被認(rèn)為是一條可以實(shí)現(xiàn)高效、低成本的太陽(yáng)電池工藝路線［25］。目前已經(jīng)有英利綠色能源控股有限公司等大公司將雙面 n 型太陽(yáng)電池投入使用［16］。

PEＲC 雙面太陽(yáng)電池。傳統(tǒng) PEＲC 太陽(yáng)電池目前已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)階段［26］，而 PEＲC 雙面太陽(yáng)電池則是 PEＲC 電池發(fā)展的方向［27］。ITＲPV 預(yù)測(cè)，到 2019 年 PEＲC 電池可以占據(jù)大概 30%的市場(chǎng)份額［18］。PEＲC 電池較傳統(tǒng)鋁背場(chǎng)電池有著更好的長(zhǎng)波響應(yīng)、更高的背反射率和更低的背表面復(fù)合速率［28］。傳統(tǒng)工業(yè)步驟制造的 PEＲC 電池通常是采用 PECVD 鈍化介質(zhì)膜并在背部開(kāi)槽后，通過(guò)絲網(wǎng)印刷的方式燒結(jié)形成鋁硅合金局部接觸［29］，但是這種結(jié)構(gòu)并不適用于 PEＲC 雙面太陽(yáng)電池( PEＲC+) 。PEＲC 雙面太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)如圖 3 所示，其在背面使用與激光接觸開(kāi)口 ( LCO) 線接觸對(duì)齊的絲網(wǎng)印刷鋁細(xì)柵代替全區(qū)域絲網(wǎng)印刷鋁［30］。這不僅大大降低了對(duì)鋁的使用量，改善了鋁背場(chǎng)的形變，而且增加了背場(chǎng)深度從而得到了更大的開(kāi)路電壓［31］。在實(shí)驗(yàn)室中，雙面 PEＲC 太陽(yáng)電池的總體效率達(dá)到了20. 9%［31］。N. Wohrle 等人［27］通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬發(fā)現(xiàn)，當(dāng) PEＲC 雙面太陽(yáng)電池的前面細(xì)柵線數(shù)為110 根、后面細(xì)柵線數(shù)為130 根時(shí)，電池顯示出接近于理想狀態(tài)的輸出功率和很好的少數(shù)載流子壽命。

 

雙面非晶/晶體硅異質(zhì)結(jié)型太陽(yáng)電池。目前異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)成為高效率、低成本太陽(yáng)電池的代表，主要是因?yàn)楫愘|(zhì)結(jié)具有良好的溫度系數(shù)［32］和開(kāi)路電壓 ( 大于715mV) 以及低溫制造過(guò)程［33］。三洋電機(jī)有限公司在晶體硅上淀積多晶硅或微晶硅所制造出的異質(zhì)結(jié)電池，其效率達(dá)到 24. 7%［34］，而該公司背接觸式非晶/晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池的效率達(dá)26. 33%［35］。帶有本征薄層的異質(zhì)結(jié) ( heterojunc-tion withintrinsic thin film，HIT) 雙面太陽(yáng)電池是提升異質(zhì)結(jié)電池效率的方法之一，其結(jié)構(gòu)如圖4 所示，在電池的兩端沉積透明導(dǎo)電氧化物薄膜(TCO) ，其目的是更好地收集橫向電流，但 TCO因其功函數(shù)和非晶硅之間存在較大差距而導(dǎo)致在界面處形成了肖特基勢(shì)壘［36］。HIT 雙面太陽(yáng)電池還增加了背場(chǎng)，背場(chǎng)形成的高低結(jié)對(duì) n 區(qū)少子空穴有明顯的阻擋和反射作用，并且降低了背表面的復(fù)合，這也提高了 pn 結(jié)對(duì)光生載流子的收集效率，改善了電池的長(zhǎng)波效應(yīng)［37］。據(jù)估算HIT 雙面太陽(yáng)電池比其單面電池一年多輸出 10. 9%的能量［38］。此外，隧道結(jié)雙面太陽(yáng)電池也可以提升異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池的效率。隧道結(jié)雙面太陽(yáng)電池在襯底和薄膜發(fā)射層之間增加了一層超薄隧道氧化層，結(jié)構(gòu)如圖 5所示。隧道氧化層可以通過(guò)少數(shù)載流子吸收來(lái)提高短路電流，通過(guò)少數(shù)載流子復(fù)合來(lái)提高填充因子。隧道氧化層還是較好的摻雜劑擴(kuò)散勢(shì)壘，可以提高硅界面質(zhì)量。目前實(shí)驗(yàn)室制造的隧道結(jié)雙面太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率為23. 1%［39］。

 

 

1.3 CIGS薄膜雙面太陽(yáng)電池

CIGS電池由于其具有直接帶隙的高吸收效率，相比于傳統(tǒng)硅基電池具有更高的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)換效率以及更低的成本等特點(diǎn)，因而備受關(guān)注［40］。當(dāng)電池背面使用半透明材料并形成背面歐姆接觸吸收層時(shí)就可以制成雙面太陽(yáng)電池［41］。利用氧化鋅形成歐姆接觸通過(guò)在額外的氟化鈉和氧化鋅之間加入一層薄的鉬夾層來(lái)實(shí)現(xiàn)［42］。而使用 SnO2 和 ITO 的CIGS 雙面太陽(yáng)電池在沉積溫度低于 500 ℃時(shí)的轉(zhuǎn)換效率與傳統(tǒng) CIGS 電池效率相近，但是當(dāng)溫度高于500 ℃時(shí)，雙面太陽(yáng)電池的性能則不如傳統(tǒng)太陽(yáng)電池［41］，其結(jié)構(gòu)如圖6 所示。

 

1.4 CdTe薄膜雙面太陽(yáng)電池

最近研究報(bào)道的 CdTe 薄膜太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率為 22.1%，而大面積模塊的轉(zhuǎn)換效率為18.6%［43］。因 CdTe 薄膜太陽(yáng)電池具有效率高、可以快速沉積 CdTe 低成本等諸多優(yōu)點(diǎn)，在電池的兩面都配置薄膜的想法早在20 世紀(jì) 80 年代就提出了［44］。CdTe 雙面太陽(yáng)電池所面臨的主要問(wèn)題是透明背板的發(fā)展以及因 CdTe 具有高的電子親和能和能量帶隙而造成 CdTe 雙面電池電接觸的不穩(wěn)定性［45］。G．Khrypunov等人［45］設(shè)計(jì)在電池背面使用ITO 接觸并淀積封閉式銅電極的新型電池，使最后的電池效率相比于傳統(tǒng)電池增加了3.5%。Ｒ．Ｒ．Khanal 等人［43］使用了薄的、透明的單壁碳納米管( SWCNT) 背接觸，而不是使用金屬銅，得到了6.5%的背部最佳效率。由于Cd有毒，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要十分注意，而且廢水和廢物的排放也會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的影響［46］。

1.5 染料敏化雙面太陽(yáng)電池

 

典型的染料敏化太陽(yáng)電池由二氧化鈦光電陽(yáng)極電解質(zhì) (I－/I－3氧化還原對(duì)) 和一個(gè)不透明的反電極 (如Pt等) 組成。光只從光電陽(yáng)極射入［47］。為了進(jìn)一步降低成本實(shí)現(xiàn)染料敏化雙面太陽(yáng)電池，其先決條件是開(kāi)發(fā)透明至少是半透明的對(duì)電極達(dá)到雙面受光的目的，其結(jié)構(gòu)如圖7 所示。而聚合物凝膠電解質(zhì)因其具有很高的光學(xué)透明度而有利于雙面染料敏化電池的穩(wěn)定［48］。介質(zhì)的散射和大小是控制染料敏化雙面太陽(yáng)電池性能的關(guān)鍵因素J.M.Miranda-munoz 等人［49］ 通過(guò)對(duì) TiO2 的研究，確定 TiO2 包括敏化薄膜本身粒子數(shù)密度等參數(shù)，研制出 Pt 電極染料敏化雙面太陽(yáng)電池的前后轉(zhuǎn)換效率分別為 6.7%和 5.4%。相當(dāng)于在 Pt 催化電極厚度為 8μm 的標(biāo)準(zhǔn)下達(dá)到正面轉(zhuǎn)換效率為25%和背面轉(zhuǎn)換效率為33%的照明效率。

 

1.6 鈣鈦礦雙面太陽(yáng)電池

對(duì)于鈣鈦礦雙面太陽(yáng)電池的實(shí)驗(yàn)研究，在2015 年，Ｒ.Asadoour 等人［50］發(fā)表了一篇關(guān)于鈣鈦礦雙面太陽(yáng)電池的理論研究工作。2016 年，Y．M．Xiao 等人［51］設(shè)計(jì)出一種新型的鈣鈦礦雙面太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)，在傳統(tǒng)鈣鈦礦電池的基礎(chǔ)上使用聚( 3，4－乙烯二氧噻吩) －聚苯乙烯磺酸( PEDOT) 作為透明導(dǎo)電極，其作用主要是作為空穴傳輸層和電子阻擋層，其結(jié)構(gòu)如圖 8所示［51］。圖中結(jié)構(gòu)從下到上依次是:FTO ( 前) 、二氧化鈦致密層 ( bl-TiO2) 、介孔二氧化鈦層 ( mp- TiO2 ) 、鈣鈦礦( CH3NH3PbI3 ) 、PEDOT FTO ( 背) 。此鈣鈦礦雙面太陽(yáng)電池的前面轉(zhuǎn)換效率為 12.33%，背面轉(zhuǎn)換效率為11.78%，值得注意的是背面轉(zhuǎn)換效率相比于前面僅僅下降了4. 46%，該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為 PEDOT 材料作為鈣鈦礦雙面太陽(yáng)電池空穴傳輸層有巨大潛力。

 

2 雙面太陽(yáng)電池的主要優(yōu)勢(shì)

1960年，第一塊雙面太陽(yáng)電池由日本人H.Mori發(fā)明，目的是為了彌補(bǔ)少數(shù)載流子的壽命，從而提高太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率［52］。自 1970 年開(kāi)始，雙面太陽(yáng)電池就在空間上使用。而雙面太陽(yáng)電池真正應(yīng)用在地面上是在20世紀(jì)80年代［53］。雙面電池的主要優(yōu)勢(shì)有以下3 點(diǎn)。

2.1 高發(fā)電量，低光損失

 

對(duì)于傳統(tǒng)單結(jié)太陽(yáng)電池，即使使用理想化的材料，其通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算的極限轉(zhuǎn)換效率也只在33%左右［54］。這是由于在帶隙下未被吸收的光子與高于帶隙的光子能量存在熱損失［55］。如今對(duì)傳統(tǒng)太陽(yáng)電池的研究來(lái)看，太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率也越來(lái)越接近這一極限值。而雙面太陽(yáng)電池在具有正面轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)，結(jié)合不同的發(fā)光條件還可實(shí)現(xiàn)20%的發(fā)電增益［56］。Q.Z.Wei 等人［57］在不同外界環(huán)境下對(duì) n 型 PEＲT 雙面太陽(yáng)電池進(jìn)行實(shí)測(cè)，并與單面太陽(yáng)電池效率進(jìn)行了比較，輸出功率在草地上增加了7. 6%，在沙地上增加了12%，在雪地中增加了29. 2%。

此外，傳統(tǒng)太陽(yáng)電池為了避免在空間分布上的陰影必須分開(kāi)放置，因此約50%的光子因太陽(yáng)電池間的間隙而浪費(fèi)。同時(shí)因?yàn)檫@種“空間損失”導(dǎo)致約 83%的太陽(yáng)光永遠(yuǎn)不會(huì)被轉(zhuǎn)化成電能［58］。雙面太陽(yáng)電池的放置可以減少電池間的間隙損失。由于雙面太陽(yáng)電池正反面都吸光，減少了30%的放置空間太陽(yáng)光損失［59］，可以使更多的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能。

2.2 用途更廣泛，提升效率方法多

 

雙面太陽(yáng)電池的用途更廣泛。由于它的擺放位置限制更小，更適用于面積較小的屋頂或陽(yáng)臺(tái)A．Moehlecke 等人［60］提出將雙面太陽(yáng)電池與集成的反射鏡安裝在建筑表面，結(jié)果顯示與同樣表面積的單面太陽(yáng)電池相比，年發(fā)電量增加了35%Ｒ．Hezel［61］提出了一個(gè)可以用于建筑物陰影面的雙面太陽(yáng)電池。其帶著一個(gè)半面反射的反射板材料，與窗戶成45°放置。測(cè)試結(jié)果顯示這種雙面太陽(yáng)電池的發(fā)電量增加了37%。

為了提高雙面太陽(yáng)電池的效率，除了研究太陽(yáng)電池本身的材料結(jié)構(gòu)，還可以對(duì)其位置的擺放、放置的傾角、與反射器的最佳距離和添加集中器等進(jìn)行優(yōu)化，從而提高電池的轉(zhuǎn)換效率。J.G.Kang 等人［62］實(shí)驗(yàn)得出，反射率和透明空間比會(huì)對(duì)雙面太陽(yáng)電池的性能產(chǎn)生較大影響，而太陽(yáng)電池之間的距離和墻對(duì)其的影響較小。為了得到更高的效率，反射率超過(guò)50%和透明空間比超過(guò)30% (黑色或深色墻面需要40%的透明空間比)是必須滿足的條件。通過(guò)修改反射率和透明空間比，他們使雙面太陽(yáng)電池的效率提高了20%。

2.3 質(zhì)量可靠性高

 

在封裝方面，太陽(yáng)電池組件中的乙烯－醋酸乙烯共聚物 ( EVA) 膠膜和背板的質(zhì)量引起了高度的關(guān)注，水汽透過(guò)背板加速 EVA 材料降解，降解的副產(chǎn)物 ( 臭氧 氮氧化物等) 進(jìn)而腐蝕電池內(nèi)部的器件并且導(dǎo)致電池性能下降［63］。而雙面太陽(yáng)電池使用玻璃替代 Tedlar- PET- EVA (TPE) ，很好地規(guī)避了這一問(wèn)題。此外，玻璃不透水，耐腐蝕性強(qiáng)，耐磨性也好，能很好地適應(yīng)戶外多變的安裝環(huán)境［57］。由于玻璃是剛性材料，雙面玻璃層壓封裝過(guò)程中由于兩層剛性玻璃的擠壓，很容易出現(xiàn)氣泡和移位等現(xiàn)象，但這些問(wèn)題都可以通過(guò)對(duì)技術(shù)的優(yōu)化和材料的選擇而得到解決［6］。

3雙面太陽(yáng)電池目前面臨的主要問(wèn)題

 

目前規(guī)模生產(chǎn)及商用的雙面太陽(yáng)電池主要為硅基太陽(yáng)電池。該雙面太陽(yáng)電池在背面加上發(fā)電功能后，可能會(huì)影響其背面發(fā)射極的鈍化功能，會(huì)使正面發(fā)電效率下降，進(jìn)而導(dǎo)致太陽(yáng)電池整體效率不會(huì)有明顯提升。因此，如何在保證背部可以發(fā)電的同時(shí)還能維持正面發(fā)電效率，將是雙面太陽(yáng)電池面臨的挑戰(zhàn)。

目前雙面太陽(yáng)電池主要關(guān)鍵技術(shù)有: PECVD法、絲網(wǎng)印刷鋁發(fā)射極、絲網(wǎng)印刷硼和磷貼［64］、旋轉(zhuǎn)發(fā)射器、硼和磷氣體擴(kuò)散、離子注入［65］、激光摻雜［66］和金屬化［39］等。其中雙面 p 型太陽(yáng)電池的制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。但雙面 p 型太陽(yáng)電池經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間光照后會(huì)形成硼氧對(duì)，造成載流子陷阱使少數(shù)載流子的壽命降低，導(dǎo)致太陽(yáng)電池效率下降( 3%～4%)［67］。而且在地面上，p 型太陽(yáng)電池應(yīng)對(duì)太空輻射的優(yōu)點(diǎn)難以體現(xiàn)，因此 p 型雙面太陽(yáng)電池的提升空間十分有限。n 型硅與 p 型硅相比，具有無(wú)光致衰減［68］、對(duì)重金屬雜質(zhì)容忍度好、容易得到高質(zhì)量的表面鈍化69］、能夠吸收更長(zhǎng)波長(zhǎng)的光等優(yōu)點(diǎn)，逐漸受到了研究者的關(guān)注。并且 n 型電池技術(shù)可以在很大程度上兼容當(dāng)前 p 型晶硅電池的生產(chǎn)線技術(shù)和設(shè)備，對(duì)于生產(chǎn)線不用做很大的改動(dòng)，既降低了成本又能提高效率［25］。根據(jù) 2015 年ITＲ-PV 的預(yù)測(cè)，在大規(guī)模太陽(yáng)電池生產(chǎn)的材料和技術(shù)中，n 型硅材料所占比重超過(guò)24%，而到2024 年，n 型硅材料的比重將達(dá)到40%左右［57］。

此外，國(guó)際上尚未出臺(tái)有關(guān)雙面太陽(yáng)電池輸出功率的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，僅有適于單面太陽(yáng)電池組件的IEC 60904 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)［70］。這不僅阻礙了雙面太陽(yáng)電池的商業(yè)化路線，而且直接影響到終端電站的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。近期，中來(lái)科技有限公司光電等相關(guān)企業(yè)初步確認(rèn)了雙面太陽(yáng)電池組件 I- V 測(cè)試方法 ( 測(cè)試條件、測(cè)試方法和流程、組件銘牌標(biāo)稱要求等)［71］。