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n型晶體硅／p型非晶硅異質結太陽電池的研制

2012-03-21 14:57

　　從QE曲線中可以看出本征層的插入增加了對短波段光的吸收，使得短波段光譜響應相比不加入本征層的減弱了，短路電流密度J。略有降低，但是它通過在界面處降低了異質結的表面復合速率來提高電池的填充因子FF和開路電壓K，因此異質結界面處插入一定厚度的i-a-Si：H能有效提高HIT太陽電池的光電轉換效率。

　　3．2背電場對HIT太陽電池性能的影響

　　背場是用來提高太陽電池效率的有效手段，背場即在電池的背面接觸區(qū)引入同型重摻雜區(qū)，指的是可對光生少子產生勢壘效果的區(qū)域，從而減少光生少子在背表面的復合。

　　圖6所示為有、無背場的HIT太陽電池的QE響應和IV特性曲線。從圖中可以看出背場能有效增加電池的長波段響應，加入背場的電池在背面有很低復合速率，將能增強低光子能量處的光譜響應，因此短路電流密度將增加。由于短路電流增加，背面接觸的二極管復合電流減少，從而開路電壓增加，能有效提高電池的轉換效率。

有、無背場的HIT太陽電池的QE響應和IV特性曲線

　　3．3優(yōu)化后的HIT太陽電池

　　在上述研究的基礎上，對單面HIT太陽電池各沉積參數進行優(yōu)化，得到了開壓為596mV、短路電流密度為41．605mA／cm2、填充因子為0．676、效率為16．75％的HIT電池，其卜V特性曲線如圖7所示，測試在模擬光源AMl．5，25℃下進行。

優(yōu)化后的HIT太陽電池

　　4小結

　　本文通過研究不同硅表面鈍化方法，分析測試HIT太陽電池制備過程中硅片表面的一些鈍化技術對少數載流子壽命以及對電池性能的影響，發(fā)現適當的HF溶液預處理、20s的襯底H處理和插入約3nm的本征非晶硅層能有效提高硅片的少子壽命，通過飽和硅片表面的懸掛鍵，可以降低少數載流子在表面的復合，從而得到較好的表面鈍化效果。研究了在硅襯底背面制作背場后電池的光照特性，發(fā)現在硅片背面引入重摻雜背場提高了電池的長波段光譜響應和開路電壓。對電池的各制備工藝進行綜合優(yōu)化，研制出了效率為16．75％（AMl．5，25℃）的HIT太陽電池。

　　原作者：柳琴，葉曉軍等

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晶體硅非晶硅異質結太陽電池表面鈍化