如圖4所示，通孔數(shù)量增加時(shí)，F(xiàn)F損失減少，這是由于減少了正面匯流條內(nèi)的電阻損失（虛線）。而且，可以進(jìn)一步減少匯流條的寬度，使陰影損失大大減少（實(shí)線）。另一方面，增加通孔將增大背面上接觸點(diǎn)面積，導(dǎo)致與金屬接觸有關(guān)的復(fù)合增加。因此，Voc損失隨通孔數(shù)增加而一起增加（破折號(hào)）。但是，從圖5中的虛線曲線所示，若通孔數(shù)不超過(guò)約65（4倍于目前所用的通孔數(shù)），Voc損失被FF和陰影損失減少補(bǔ)償，使得比目前的電池設(shè)計(jì)有約0.23%絕對(duì)值的最大效率增益。

上述提高n-MWT電池效率的二個(gè)可能性能同時(shí)應(yīng)用。沒(méi)有優(yōu)化正面匯流條方塊電阻的n-MWT電池效率變化與通孔數(shù)的函數(shù)關(guān)系畫(huà)于圖6（實(shí)線）。匯流條方塊電阻最小時(shí)，與具有標(biāo)準(zhǔn)正面匯流條方塊電阻的n-MWT電池比較，達(dá)到優(yōu)化的電池效率要求少于15個(gè)左右通孔。與優(yōu)化通孔數(shù)一起減少正面匯流條方塊電阻有可能達(dá)到的電池效率在20%以上。

MWT明顯的短路電流和開(kāi)路電壓增益

光生載流子的產(chǎn)生和收集所建立的短路電流直接取決于引起電池接收光一面上陰影損失的金屬覆蓋。如前所述，與n-PasHa電池不同，n-MWT電池正面網(wǎng)格中的含有的匯流條能細(xì)得多，導(dǎo)致明顯的陰影損失減少和電流增益。而且，n-MWT和和n-PasHa電池包含數(shù)量相同的正面指條，但n-MWT指條窄10μm。n-MWT和n-PasHa電池間這種正面網(wǎng)格圖形的差別導(dǎo)致n-MWT正面金屬覆蓋相對(duì)減少34%（2.5%的絕對(duì)值）。電流增益如預(yù)期的約為相對(duì)值2.8% 。

太陽(yáng)能電池的開(kāi)路電壓取決于飽和電流（Io）和光生電流（Isc），見(jiàn)方程1。飽和電流Io可能變化幾個(gè)數(shù)量級(jí)，與太陽(yáng)能電池中的復(fù)合有關(guān)，因此，Io是決定Voc的主要參數(shù)。因此，可以認(rèn)為開(kāi)路電壓是器件內(nèi)復(fù)合量的度量。

方程1：開(kāi)路電壓是下列參數(shù)的函數(shù)：n=理想因子；k=波爾茲曼常數(shù)；
T=溫度；q=電子電荷；Io=飽和電流；Isc=短路電流
由于n-MWT和n-PasHa電池的主體和表面鈍化質(zhì)量類似的，附加復(fù)合引起n-PasHa電池Voc下降1%相對(duì)值可能與發(fā)射極的額外金屬接觸面積（僅由匯流條面積組成的）有關(guān)。在由Benick等人描述的類似分析中，方程1表明，Voc相對(duì)增加1%（本實(shí)驗(yàn)中對(duì)n-MWT觀察到的）大體上與正面金屬接觸面積相對(duì)減少34%一致。例如，G.Laudisio和A.Schneider也在他們的論文中描述過(guò)這種與匯流條相關(guān)的復(fù)合對(duì)Voc的影響。

n型MWT對(duì)n型n-PasHa組件——性能直接比較

組件組裝情況和結(jié)果

n-MWT和n-PasHa電池并行加工，且封裝為60個(gè)電池的組件。如本文第一節(jié)談到的，用于互連n-MWT電池的ECN組件制造技術(shù)具有一些優(yōu)點(diǎn)，如使用互連金屬箔，通過(guò)導(dǎo)電粘合劑將電池與其電接觸。與用在互連n-PasHa電池的正面和背面串焊互連比較，背面金屬箔互連允許用更多金屬（更多橫截面面積）以減少組件串聯(lián)電阻，因此減少電池封裝后的FF損失。圖6示出從金屬箔中電阻損失計(jì)算的絕對(duì)FF損失與銅箔厚度的關(guān)系。n-MWT電池通常用厚度35μm的銅箔互連，由此預(yù)期FF損失低于1%絕對(duì)值。

n-MWT和n-PasHa組件的I-V曲線依據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC60904-9在ECN用A級(jí)多閃儀測(cè)量。ESTI標(biāo)定的組件用作基準(zhǔn)組件。最大功率和從電池到組件的絕對(duì)FF損失在表3中給出。

n-MWT組件優(yōu)于相應(yīng)的n-PasHa串焊組件，最大功率增益有8W，電池到組件的FF損失僅0.8%，比n-PasHa的FF損失低3倍以上。

n-MWT組件所用背箔的反射率遠(yuǎn)低于n-PasHa串焊組件用的標(biāo)準(zhǔn)TPT背箔。因此，通過(guò)采用高反射系數(shù)背箔有可能對(duì)于n-MWT組件獲得很大的Jsc增益（1%數(shù)量級(jí)）。而且，由于從電池之間空間中的背箔反射的光線貢獻(xiàn)了較大部分的電池到組件的Jsc增量（特別是當(dāng)背箔為高反射性時(shí)），調(diào)節(jié)MWT電池間的間距能容易地優(yōu)化電池到組件的Jsc增益。

ECN金屬箔互連技術(shù)的成本效率研究

如本文前面說(shuō)明的，n-MWT電池的效率高及電池到組件的效率損失低使n-MWT技術(shù)成為替代常規(guī)廣泛使用的雙面接觸p型H形組件的重要候選技術(shù)，一種先進(jìn)的PV技術(shù)。但是，除了轉(zhuǎn)換效率增加外，組件制造成本也是非常重要的，需要充分注意。n-MWT組件成本的主要因素是材料成本，這是由于銅互連箔的價(jià)格至今仍比標(biāo)準(zhǔn)的TPT箔貴。改變Cu片厚度對(duì)每Wp成本的影響有對(duì)立的二方面。首先，增加層厚度時(shí)金屬片成本和用于產(chǎn)生特殊設(shè)計(jì)圖形的某些工藝成本將增加。相反，組件中的電阻損失將隨層厚度的增加而減少。這二個(gè)影響因此將導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)化。圖7顯示n-MWT技術(shù)每峰瓦成本與銅箔厚度的函數(shù)關(guān)系。在此計(jì)算中，沒(méi)有包括與箔制造工藝有關(guān)的成本。組件成本變化僅從金屬價(jià)格變化估算，假定這是在大規(guī)模生產(chǎn)情況下有代表性的金屬箔成本變化，這時(shí)，與耗材成本比較，制造工藝可以忽略。以當(dāng)前市場(chǎng)價(jià)5.5歐元/公斤（長(zhǎng)虛線）對(duì)這種銅背層經(jīng)濟(jì)上優(yōu)化的結(jié)果是銅箔厚度約35μm。邏輯上，若銅價(jià)翻倍，成本/效率優(yōu)化將增加并移向較低銅箔厚度，如圖7中點(diǎn)虛線所示。開(kāi)發(fā)較便宜的替代金屬（如鋁基互連箔）目前非常活躍。鋁的導(dǎo)電能力比銅小1.7倍，但現(xiàn)在比銅便宜3倍，因此，采用較厚的背層箔時(shí)每峰瓦的優(yōu)化成本可以減少1.3%，如圖7中實(shí)線所示。如對(duì)銅箔的情況一樣，這里也沒(méi)有把與鋁箔制造工藝相關(guān)的成本包括在這一計(jì)算中，假定是與銅箔的情況類似。

結(jié)論

基于工業(yè)化電池工藝，我們開(kāi)發(fā)了從n型單晶直拉（Cz）硅片制造金屬環(huán)繞穿通硅太陽(yáng)能電池，在大面積硅片（239cm2，5Ωcm）上得到的效率高達(dá)19.70%（室內(nèi)測(cè)量）。用類似工藝制造的n-MWT電池性能比n-PasHa電池（非背接觸n型雙面H形電池）優(yōu)越，電流密度（Jsc）值接近40mA/cm2，開(kāi)路電壓為644mV。在第一個(gè)直接比較實(shí)驗(yàn)中，n-MWT和n-PasHa技術(shù)間，MWT有0.3%絕對(duì)值的效率增益。用分析模擬方法輔助的損失評(píng)估證明有改善串聯(lián)電阻和填充因子的明確潛力。通過(guò)金屬網(wǎng)格設(shè)計(jì)、漿料性質(zhì)和接觸版圖的簡(jiǎn)單優(yōu)化，高于20%的效率觸手可及。

由于ECN-MWT組件制造技術(shù)，可以進(jìn)一步提高性能。與等同的n-PasHa組件比較，在首次全尺寸組件（60個(gè)電池）中得到了滿意的結(jié)果。MWT電池相對(duì)于n-PasHa電池增加的效率，連同采用ECN箔互連概念一起，導(dǎo)致n-MWT組件比對(duì)應(yīng)的n-PasHa串焊組件有約3%的功率增加。通過(guò)優(yōu)化背層反射率及封裝密度，能進(jìn)一步增加n-MWT技術(shù)顯示的這一初始組件功率增益。最后，由于受互連導(dǎo)體層價(jià)格的影響，采用較便宜的替代品（如目前處于開(kāi)發(fā)中的鋁基箔），n-MWT技術(shù)的成本/效率比能大大降低。總之，這些結(jié)果表明n型MWT技術(shù)有可能成為低成本、高功率太陽(yáng)能發(fā)電的突破性技術(shù)。