在硅異質(zhì)結(jié)太陽能電池(SHJ)中,pn結(jié)由兩種不同形貌的硅形成,即一種是n型晶體硅(c-Si),另一種是p摻雜(III族)元素?fù)诫s)非晶硅(a-Si)。許多研究人員報告稱,改變摻雜水平、層數(shù)并添加其他材料層以實(shí)現(xiàn)更高的能量轉(zhuǎn)換效率。
圖1:(A)經(jīng)認(rèn)證的 SHJ 太陽能電池的橫截面草圖和(B) TLM 圖案結(jié)構(gòu)
SHJ的高性能是由薄的氫化非晶硅(a-Si:H)緩沖層提供的卓越表面鈍化驅(qū)動的,該緩沖層將主體與高度重組的金屬觸點(diǎn)分開。結(jié)果,實(shí)現(xiàn)了高達(dá)750mV3的非常高的開路電壓(VOC)。
新型SHJ太陽能電池
目的SHJ太陽能電池采用M2尺寸n型直拉(CZ)晶體硅晶片作為核心制造。這些晶圓首先經(jīng)過化學(xué)蝕刻以消除損傷,然后在堿性溶液中進(jìn)行處理,以在兩側(cè)獲得隨機(jī)的金字塔紋理。
然后,它們在臭氧和1%稀釋的氫氟酸溶液中逐步清洗。此外,使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工具分別在晶圓的兩側(cè)制造本征和摻雜a-Si:H的雙層。對于第二摻雜a-Si:H層,硅烷(SiH4)/氫氣(H2)流量比和厚度是變化的。
這種雙層對于提高效率至關(guān)重要。之后,以直流方式在晶片的兩側(cè)濺射一層氧化銦錫 (ITO)。ITO是一種透明的電子傳導(dǎo)金屬氧化物,用于許多電子顯示設(shè)備和太陽能電池。
SHJ太陽能電池的研究
本征a-Si:H層在SHJ太陽能電池中具有多種作用,例如它充當(dāng)電極的載流子傳輸通道和表面鈍化層。具有多孔第一層和致密第二層的本征,a-Si:H雙層對于平衡鈍化和電荷載流子傳輸至關(guān)重要。由于低電導(dǎo)率,本征a-Si:H的微觀結(jié)構(gòu)及其厚度在太陽能電池性能中起著重要作用。
光學(xué)分析表明,通過用更透明的n型結(jié)晶氫化氧化硅(nc-SiOx:H)層替換摻雜的a-Si:H 層,可以進(jìn)一步減少寄生吸收。英思特研究表明,優(yōu)化前TCO層而不是使用更高質(zhì)量的晶圓可能會略微提高快速提高效率的機(jī)會。這可以通過使用多個TCO層同時滿足電氣和光學(xué)。要求來實(shí)現(xiàn)。
審核編輯:湯梓紅
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