基于P型晶体硅异质结太阳电池的结构设计与性能分析

针对两种a-Si(n)/c-Si(p)异质结太阳电池结构,应用AFORS_HET软件,分析氢化非晶硅(a-Si:H)和氢化微晶硅(μc-Si:H)两种材料作为背面场时的特性参数对a-Si(n)/c-Si(p)异质结太阳电池性能的影响。结果表明:P型氢化微晶硅(μc-Si:H(p))为背面场时电池性能得到提高,μc-Si:H(p)的背面场特性是关键因素。最后,优化设计出以a-Si:H为窗口层、μc-Si:H为背面场的a-Si(n)/c-Si(p)异质结太阳电池TCO/a-Si:H(n)/a-Si:H(i)/c-Si(p)/a-Si:H(i)/μc-Si:H(p)/TCO,并获得20%的转换效率。

(p)nc-Si∶H/(n)c-Si异质结变容二极管

采用等离子体增强化学气相沉积技术和电子束蒸发技术制备了一种新型的线性缓变异质结变容二极管———Au/Cr合金(电极)/multi-layer(p)nc-Si∶H/(n)c-Si/(电极)Au/Ge合金结构.I V,C V,C f以及DLTS的测试结果表明:其电容变化系数远大于单晶硅线性缓变异质结的电容变化系数,正向导电机制符合隧穿辅助辐射复合模型,这是nc-Si∶H层中nc-Si晶粒的量子效应所致;反向电流主要由异质结中空间电荷区的产生电流决定,且反向漏电流小,反向击穿电压高,表现出较好的整流特性.

衬底参数及界面特性对硅异质结电池性能的影响

针对a-Si∶H(n)/c-Si(p)双面异质结太阳电池结构,数值研究了不同p型单晶硅衬底厚度、氧缺陷密度、电阻率以及异质结界面缺陷态密度与电池转化效率之间的关系。结果表明:异质结界面缺陷态密度是影响电池性能的最主要因素,衬底前表面界面缺陷密度增大,主要降低开路电压和填充因子,衬底背表面界面缺陷态密度主要影响短路电流和填充因子。其次,p型硅衬底厚度减小和氧缺陷密度的增大,均导致短路电流密度下降,电池转化效率降低,特别是在界面缺陷态密度较低时,氧缺陷密度对电池性能影响较大;最后,在衬底前表面界面缺陷态密度为5×1010cm-2,后表面界面缺陷态密度为5×1010cm-2以及氧缺陷密度为109cm-2时,衬底电阻率存在最优值1Ω.cm。