载流子寿命对n型背结晶硅太阳能电池性能的影响

基于OPAL和PC1D仿真计算,研究n型背结晶硅太阳能电池中晶体硅原料的载流子寿命对其性能的影响,结果表明:随着n型晶体硅原料的载流子寿命增加,电池的短路电流、开路电压及光电转换效率逐渐增大,最终趋于饱和.结合n型背结晶硅太阳能电池的量子效率响应的仿真结果和光电转换过程,可知其物理机制是新型结构电池中光生载流子扩散输运路径长,载流子扩散输运中的复合损失不同.该研究结果可为获得高效率n型背结晶硅太阳能电池选取合适载流子寿命的n型晶体硅原料提供理论指导.

N型背发射极晶体硅太阳电池模拟研究

N型晶体太阳电池由于少子寿命高、光致衰减低、弱光响应好等优点,近年来在高效率低成本太阳电池领域一直备受关注。利用PC1D模拟,对N型背发射极晶体硅太阳电池进行了分析。结果表明,背发射极掺杂浓度、结深、背表面复合速率、前表面掺杂浓度及复合速率都对电池转换效率有较大影响,尤其是电池前表面与背表面复合速率对电池性能的影响最为明显,而电池前表面场掺杂深度则对电池性能影响较小。对于前表面复合来说,当前表面复合速率小于1×10^3cm/s时,电池性能受表面复合速率变化的影响很小;但复合速率超过1×10^3cm/s后,电池转换效率快速下降。背表面复合对电池效率影响则更明显,当背表面复合速率超过1×10^4cm/s后,电池转换效率急剧下降,在背表面复合速率增大到1×10^6cm/s时,电池效率下降到不足5%,而在电池背表面复合速度较小时（10~10^3cm/s）则可获得较高的转换效率。

背面结构对铝背发射极n型单晶硅太阳电池的影响研究

研究背面结构对铝背发射极n型单晶硅太阳电池的影响,提出背面抛光结构铝背发射极n型单晶硅太阳电池的制备方法。使用少子寿命测试仪、扫描电镜(SEM)、量子效率测试仪及太阳电池测试仪对电池的表面复合速率、微观结构、量子效率和电性能进行测定。结果表明:对铝背发射极n型单晶硅太阳电池,背面抛光结构优于背面金字塔绒面结构,背面抛光结构可降低电池背面的复合速率、改善p-n结质量、提高量子效率,使电池转换效率提高0.34%。

n型异质结背接触太阳电池前表面的场钝化

利用Silvaco-TCAD仿真软件建立二维模型,对n型异质结背接触(HBC)单晶硅太阳电池前表面场进行模拟研究。通过在n型单晶硅衬底正面分别引入一层较薄的本征非晶硅层和一层n^+非晶硅层对电池前表面进行高质量的场钝化,分析了n^+非晶硅层的厚度和掺杂浓度以及本征非晶硅层的厚度和带隙宽度对电池电学性能的影响。模拟结果表明:当n+非晶硅层厚度小于6 nm,掺杂浓度为1×10^19 cm^-3,本征非晶硅层的厚度为3 nm,带隙宽度大于1.5 eV时,电池前表面实现了良好的场钝化效果,HBC太阳电池获得了24.5%的转换效率。

n型铝背结太阳电池的前面场优化研究

主要研究了n型铝背结太阳电池前面场对电池效率的影响,前面场浓度与扩散深度的优化明显提高了n型电池的短波响应,在实验中采用了低成本工艺路线,采用PECVD沉积SiN x替代高温热氧化形成的SiO2与PECVD沉积SiN x叠层膜作为钝化减反射层。文中通过PC1D模拟与实验结合的方法得到前表面场的最佳掺杂浓度与掺杂深度,研究发现n型电池前面场与p型电池背面场有明显差异,p型电池背面场掺杂浓度越高得到的效率就越高,而n型电池前面场掺杂浓度在合适范围内才能有效提高电池效率。最终经过优化得到的电池效率达到19.25%,开路电压为641 mV,短路电流为8.91 A,填充因子为80.53%。

高效率n型硅离子注入双面太阳电池

为进一步提升n型硅双面太阳电池的转化效率,采用了磷离子注入技术制备n型硅双面太阳电池的背场。基于离子注入技术准直性和均匀性好的特点,掺杂后硅片的表面复合电流密度降低到了1.4×10^-13A/cm2,隐性开路电压可达670 mV,且分布区间更紧凑。在电阻率为13Ω·cm的n型硅片基底上,采用磷离子注入技术工业化生产的n型硅双面太阳电池的正面平均转化效率达到了20.64%,背面平均转化效率达到了19.52%。内量子效率的分析结果显示,离子注入太阳电池效率的增益主要来自长波段光谱响应的提升。

高效晶体硅太阳电池产业化技术分析

晶体硅太阳电池产业化生产技术日益成熟，实验室高效电池工艺技术也逐步运用于产业化生产。本文分析了目前各类高效电池技术的原理及技术的发展现状，并对今后的发展做了简单的评价与展望。