本征薄层异质结(HIT)太阳能电池的研究现状及展望

HIT(Heterojunction with intrinsic thin-layer)太阳能电池,即具有本征非晶硅薄层的异质结太阳能电池,利用了非晶硅薄膜/单晶硅衬底的异质结结构,从而结合了单晶硅和非晶硅太阳能电池优良的特点。这种类型结构的电池可以在较低温度下(<250℃)制造,具有良好的光照稳定性和温度稳定性,成本低而且效率高,目前效率达到26.7%。文章简述了HIT太阳能电池的结构和工作原理,并且总结了HIT电池的研究和应用现状。除此之外,还分析了提高HIT太阳能电池效率的方法以及HIT电池广阔的应用前景和巨大的商业化潜力。

高效本征薄层异质结(HIT)太阳电池技术研究进展

高效本征薄层异质结(HIT)是由本征钝化层沉积在a-Si/c-Si界面处组成,这种硅异质结(SHJ)结构由于钝化性能好,实际效率值往往比同质结电池更高。本文首先介绍了HIT高效电池发展现状、电池基本结构的特点,然后从制备工艺、钝化原理、能带带阶等几个方面对衬底层、非晶硅层(本征/掺杂)、TCO薄膜以及金属格栅电极展开讨论,并对未来高效HIT电池的工业化发展趋势做了展望。

对非晶硅薄膜进行快速磷扩散以获得本征薄层异质结

本征薄层异质结(HIT)太阳能电池具有优异的性能,包括效率高、成本低、稳定性好、制备温度低等。本研究利用磁控溅射技术在p型单晶硅(p-c-Si)衬底上制备一定厚度的本征非晶硅薄膜(i-a-Si),以磷纸为扩散源,通过快速热扩散(RTD)方法进行扩散得到具有p-n结的掺杂非晶硅层(n+-a-Si),最终得到n+-a-Si/i-a-Si/c-Si的异质结结构。系统地研究了扩散过程对a-Si膜(包括i-a-Si和n+-a-Si)晶化程度以及p-n结深度的影响,利用拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)仪、台阶仪、扫描电镜(SEM)等对a-Si膜进行表征,并利用金相显微镜测量p-n结(采用磨角染色法染色)深度,从而获得制备p-n结的最佳扩散温度和时间。

本征薄层异质结光伏电池特性拟合曲线与填充因子的线性关系

为给出仅需厂商给定数据且准确的本征薄层异质结光伏电池输出特性曲线,以两个2次贝塞尔函数对本征薄层异质结电池特性曲线最大功率点左、右两侧分别建模,以迭代算法的数值结果为基准,给出了11种不同本征薄层异质结光伏电池最佳控制点下的贝塞尔曲线建模结果,进一步找出贝塞尔曲线最佳控制点位置与本征薄层异质结电池填充因子之间的线性函数;最后,利用5种新的本征薄层异质结电池对此函数关系进行验证,并与其他方法的建模精确度进行了对比分析,结果验证了所提建模方法的准确性和有效性。

热丝CVD法沉积超薄α-Si∶H钝化膜

采用热丝化学气相沉积法在n型直拉单晶硅圆片表面双面沉积厚度为10 nm的本征非晶硅(α-Si∶H)薄膜。利用光谱型椭偏测试仪和准稳态光电导法研究热丝电流、H_2体积流量和热丝与衬底之间的距离对α-Si∶H薄膜结构和钝化效果的影响。结果表明,热丝电流为21.5~23.5 A时,钝化后硅片的少子寿命随着热丝电流的增加呈现先增加后降低的趋势,热丝电流为23.0 A时,钝化效果最好;H_2体积流量为5~20 cm^3/min时,少子寿命随着H_2体积流量的增加呈现先增加后降低的规律,体积流量为15 cm^3/min时,钝化效果最好;热丝与衬底间距为4~5 cm时,随着间距的增加,薄膜的结构由晶化向非晶化转变,在间距为4.5 cm时硅片的钝化效果达到最优。