n型晶体硅/p型非晶硅异质结太阳电池的研制

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  图2所示为硅片少子寿命随不同H等离子处理时间的变化曲线,可以看出对衬底进行一定时间的H处理(《25s)后少子寿命都有提高,其中最佳H处理时间为20s,此时少子寿命值相对于原始裸片增加了11.35“s,适当时间的H处理可钝化硅片表面的悬挂键,同时刻蚀掉了硅表面的氧化层,有效改善界面,然而过长时间的H等离子处理会对硅片表面造成损伤,引起表面缺陷的增加,相应的也降低了其少子寿命。

  (3)本征非晶硅沉积及其钝化作用

  图3为硅片少子寿命随沉积不同i-a-Si:H厚度的变化曲线,可以看出没有沉积本征非晶硅层的硅衬底少子寿命最优值为16.44”s,当沉积一定厚度的本征非晶硅后,硅片的少子寿命均有提高,说明了非晶硅薄膜作为缓冲层减小了异质结界面态密度,对硅片表面有很强的钝化效果。其中随着厚度的增加,当沉积时间为40s,厚度约为3nlTl的本征非晶硅,少子寿命最高达到24.61“s,并且得到的本征非晶硅薄膜结构比较稳定,能够在电池中应用。

  (4)本征非晶硅对HIT太阳电池性能的影响

图4 HIT太阳电池V沉积i-a-Si:H层厚度的变化曲线

  在沉积不同本征非晶硅层厚度的基础上,制备完整的HIT太阳电池样品,测试得到电池的开路电压(U)与沉积i-a-Si:H层厚度的变化曲线如图4所示。从图中可以看出,当沉积时间为40s,制备得到的HIT太阳电池的K最高,结合前面关于本征i层对硅片表面的钝化作用,此时的少子寿命也是最高的,说明表面钝化能有效提高电池的开压。

  保持HIT太阳电池其他工艺条件不变,仅改变本征非晶硅层的插入,制备一组电池样品,测试电池的QE响应和IV特性,如图5所示。

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