n型晶体硅／p型非晶硅异质结太阳电池的研制

2012-03-21 14:57

　　从QE曲线中可以看出本征层的插入增加了对短波段光的吸收，使得短波段光谱响应相比不加入本征层的减弱了，短路电流密度J。略有降低，但是它通过在界面处降低了异质结的表面复合速率来提高电池的填充因子FF和开路电压K，因此异质结界面处插入一定厚度的i-a-Si：H能有效提高HIT太阳电池的光电转换效率。

　　3．2背电场对HIT太阳电池性能的影响

　　背场是用来提高太阳电池效率的有效手段，背场即在电池的背面接触区引入同型重掺杂区，指的是可对光生少子产生势垒效果的区域，从而减少光生少子在背表面的复合。

　　图6所示为有、无背场的HIT太阳电池的QE响应和IV特性曲线。从图中可以看出背场能有效增加电池的长波段响应，加入背场的电池在背面有很低复合速率，将能增强低光子能量处的光谱响应，因此短路电流密度将增加。由于短路电流增加，背面接触的二极管复合电流减少，从而开路电压增加，能有效提高电池的转换效率。

有、无背场的HIT太阳电池的QE响应和IV特性曲线

　　3．3优化后的HIT太阳电池

　　在上述研究的基础上，对单面HIT太阳电池各沉积参数进行优化，得到了开压为596mV、短路电流密度为41．605mA／cm2、填充因子为0．676、效率为16．75％的HIT电池，其卜V特性曲线如图7所示，测试在模拟光源AMl．5，25℃下进行。

优化后的HIT太阳电池

　　4小结

　　本文通过研究不同硅表面钝化方法，分析测试HIT太阳电池制备过程中硅片表面的一些钝化技术对少数载流子寿命以及对电池性能的影响，发现适当的HF溶液预处理、20s的衬底H处理和插入约3nm的本征非晶硅层能有效提高硅片的少子寿命，通过饱和硅片表面的悬挂键，可以降低少数载流子在表面的复合，从而得到较好的表面钝化效果。研究了在硅衬底背面制作背场后电池的光照特性，发现在硅片背面引入重掺杂背场提高了电池的长波段光谱响应和开路电压。对电池的各制备工艺进行综合优化，研制出了效率为16．75％（AMl．5，25℃）的HIT太阳电池。

　　原作者：柳琴，叶晓军等

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