晶体硅太阳电池双层电极优化分析与实验研究

相对于单层电极结构,优化的前表面双层电极能够明显减小功率损失,改善晶体硅太阳电池的电学特性．本文对晶体硅太阳电池的双层电极进行了优化分析和实验研究.通过扫描电子显微镜观测将双层电极的截面抽象为更接近于实际的半椭圆型,建立了太阳电池前表面的双层电极模型,理论分析了双层电极的电学损失和光学损失.结合丝网印刷后光诱导电镀太阳电池的实验,得到了理论和实验上的最优化光诱导电镀增厚电极厚度与丝网印刷电极宽度的关系.所得到的理论和实验结果符合良好.由于并不涉及电极制备的具体技术,双层电极理论模型普遍适用于多种类型的双层电极结构.     

非晶/微晶两相硅薄膜电池的计算机模拟

在对不同晶相比硅薄膜的实验研究的基础上，利用有效介质理论估算了这种两相材料的光吸 收系数、迁移率寿命乘积及带隙宽度等参量，计算机模拟了不同结晶比硅薄膜电池的伏安特 性及光谱响应；结果为随着本征层微晶成分的增多，电池的开路电压逐渐减小，短路电流逐 渐增大，本征层的最佳厚度逐渐增大，填充因子有降低的趋势，电池的效率随晶相比的增大 而减小. 电池的光谱响应曲线表明，随晶相比的增大电池的长波响应明显提高. 根据这些模 拟结果，分析讨论了在考虑Lambertian背反射的情况下，非晶/微晶叠层电池的底电池采用 晶相比为40％—50％的两相硅薄膜材料做本征层是最佳选择. 关键词： 两相硅薄膜 太阳能电池 计算机模拟     

非晶/微晶相变域硅薄膜及其太阳能电池

采用甚高频等离子体增强化学气相沉积（VHF-PECVD）法，成功制备出从非晶到微晶过渡区 域的硅薄膜. 样品的微结构、光电特性及光致变化的测量结果表明这些处于相变域的硅薄膜 兼具非晶硅优良的光电性质和微晶硅的稳定性. 用这种两相结构的材料作为本征层制备了p- i-n太阳能电池，并测量了其稳定性. 结果在AM15(100mW/cm²) 的光强下曝光 800—5000min后，开路电压略有升高，转换效率仅衰退了29%. 关键词： 相变域硅薄膜 光电特性 太阳能电池     

掺铒a-SixC1-x-H薄膜的发光特性

用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）的方法，以固定的氢气（H2）流量和不同的硅烷（SiH4）和甲烷（CH4）流量比沉积了一系列的氢化非晶SiC（a-Si，C1-x-H）膜。用这种宽带隙的a-SixC1-x-H材料作为掺铒的基体材料，通过离子注入的方法得到掺铒的a-SixC1-x-H（a-SixC1-x-H：Er）膜。注入以后的样品经过不同温度的退火。用X射线光电子能谱（XPS）、红外吸收光谱（IR）、拉曼散射谱（Raman）等技术研究不同的SiH4／CH4流量比和退火温度对a-SixC1-x-H：Er发光强度的影响。结果表明，高温退火引起了膜中C的分凝，对饵的发光是不利的。通过低温和室温下铒发光强度的比较，表明这种材料具有较弱的温度猝灭效应。     

单晶硅制绒中影响金字塔结构因素的分析

本文通过不同碱性溶液及添加不同活性剂制备出的具有不同金字塔结构的绒面,并探讨了影响金字塔成核的因素.采用扫描电镜和紫外-可见分光光度计对绒面的金字塔结构和反射特性进行了分析,结果表明腐蚀速率与金字塔尺寸成正比,金字塔结构影响绒面减反特性.最后对造成金字塔结构差异的原因和金字塔成核过程进行了分析.     

The investigation of ZnO：Al2O3/metal composite back reflectors in amorphous silicon germanium thin film solar cells

Different aluminum-doped ZnO （AZO）/metal composite thin films, including AZO/Ag/Al, AZO/Ag/nickelchromium alloy （NiCr）, and AZO/Ag/NiCr/Al, are utilized as the back reflectors of p-i-n amorphous silicon germanium thin film solar cells. NiCr is used as diffusion barrier layer between Ag and Al to prevent mutual diffusion, which increases the short circuit current density of solar cell. NiCr and NiCr/AI layers are used as protective layers of Ag layer against oxidation and sulfurization, the higher efficiency of solar cell is achieved. The experimental results show that the performance of a-SiGe solar cell with AZO/Ag/NiCr/Al back reflector is best. The initial conversion efficiency is achieved to be 8.05%.     

a-Si(n)/c-Si(p)异质结太阳电池薄膜硅背场的模拟优化

采用AFORS-HET数值模拟软件,对不同带隙的薄膜硅材料在a-Si(n)/c-Si(p)异质结太阳电池上的背场效果进行了模拟,分析了影响背场效果的原因,得到了薄膜硅背场在a-Si(n)/c-Si(p)异质结太阳电池上的适用条件为薄膜硅材料是带隙16 eV,硼掺杂浓度在10¹⁸cm^-3以上的微晶硅材料,其最佳厚度在5nm左右. 这种背场从工艺上易于实现,并且,与常用的Al扩散背场相比,在相同的掺杂浓度下,电池效率可以大大提高. 关键词： 薄膜硅 背场 硅异质结太阳电池     

Excellent Passivation of p-Type Si Surface by Sol-Gel Al2O3 Films

Al2O3 films with a thickness of about lOOnm synthesized by spin coating and thermally treated are applied for field-induced surface passivation of p-type crystalline silicon. The level of surface passivation is determined by techniques based on photoconductance. An effective surface recombination velocity below lOOcm/s is obtained on 10Ωcm p-type c-Si wafers （Cz Si）. A high density of negative fixed charges in the order of 10^12 cm^-2 is detected in the Al2O3 films and its impact on the level of surface passivation is demonstrated experimentally. Furthermore, a comparison between the surface passivation achieved for thermal SiO2 and plasma enhanced chemical vapor deposition SiNx ：H films on the same c-Si is presented. The high negative fixed charge density explains the excellent passivation of p-type c-S/by Al2O3.     

Emitter of hetero-junction solar cells created using pulsed rapid thermal annealing

In this paper, we use a pulsed rapid thermal processing (RTP) approach to create an emitter layer of hetero-junction solar cell. The process parameters and crystallization behaviour are studied. The structural, optical and electric properties of the crystallized films are also investigated. Both the depth of PN junction and the conductivity of the emitter layer increase with the number of RTP pulses increasing. Simulation results show that efficiencies of such solar cells can exceed 15% with a lower interface recombination rate, but the highest efficiency is 11.65% in our experiments.     

纳米硅(nc-Si:H )/晶体硅(c-Si)异质结太阳电池的数值模拟分析

运用美国宾州大学发展的AMPS程序模拟分析了n-型纳米硅（n+-nc-Si:H）/p-型晶体硅(p-c-Si)异质结太阳电池的光伏特性.分析表明，界面缺陷态是决定电池性能的关键因素，显著影响电池的开路电压（VOC）和填充因子（FF），而电池的光谱响应或短路电流密度（JSC）对缓冲层的厚度较为敏感.对不同能带补偿（bandgap offset）的情况所进行的模拟分析表明，随着ΔEc的增大，由于界面态所带来的开路电压和填充因子的减小逐渐被消除，当ΔEc达到05eV左右时界面态的影响几乎完全被掩盖.界面层的其他能带结构特征对器件性能的影响还有待进一步研究.最后计算得到了这种电池理想情况下（无界面态、有背面场、正背面反射率分别为0和1）的理论极限效率ηmax=3117% (AM15，100mW/cm2，040—110μm波段).