硅异质结太阳电池载流子选择性接触研究

发布时间：2024-04-10 04:19

　　晶体硅太阳电池能量转换效率不断提高,单晶硅PERC太阳电池的生产线效率已达22%,非晶硅薄膜硅异质结(Silicon heterojunction,SHJ)太阳电池的实验室效率高达26.6%,但与晶体硅太阳电池理论效率极限(29.4%)还有相当距离。接触是太阳电池高复合活性金属界面和光子吸收层之间的区域,随着硅片质量的提高,接触处复合损失的影响将愈加明显,被认为是接近理论效率极限的最后障碍。如何逾越这一障碍,是否有一种物理模型解释不同结构硅太阳电池的工作原理,是否能够比较不同材料集成到硅太阳电池结构中的性能表现,c-Si的表面态又会带来什么影响,这些问题可藉由载流子选择性接触来回答。载流子选择性接触可以实现低少子复合和有效多子输运,是高效晶体硅太阳电池的发展方向,因此研究载流子选择性接触具有重要的理论意义和实际应用价值。载流子选择性接触通常包括载流子选择性输运层(如(p)a-Si:H薄膜)和钝化缓冲层(如(i)a-Si:H薄膜)两部分,选择性输运载流子的同时钝化c-Si表面。本文在综述SHJ太阳电池的物理机制和优化设计的基础上引入载流子选择性接触物理模型,开展模拟和实验工作,主要研究内...

【文章页数】：106 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.2a-Si:H/c-Si界面带阶形成示意图

图1.1SHJ太阳电池结构示意图[1]Fig.1.1SchematicstructureofaSHJsolarcell[1]-Si:H和较窄带隙的(n)c-Si形成异质结时会，如图1.2所示，图中Evac为真空能级，χ亲和能规律规定[2]：（1）穿越....

图1.3开路条件下SHJ太阳电池能带结构示意图

第1章绪论pliedopencircuitvoltage）是太阳电池的隐含开理论最大Voc，其与载流子的注入水平Δn=Δp）之间的关系为[5]：)()()ln(200ipnnnppqkTqQFL尔兹曼常数，T是绝对温度，q是元电荷带电流子浓度，ni....

图1.4(p)a-Si:H/(i)a-Si:H/c-Si结构隐含开路电压变化示意图

(p)a-Si:H/(i)a-Si:H/c-Si结构隐含开路电压变化示意.4ImpliedVocfor(p)a-Si:H/(i)a-Si:H/c-Sistackstruct化层太阳电池中有两个重要的任务[19]，一是有效传导电流。另外它们也应保证从SHJ太阳取载....

图1.4包括TCO/(p)a-Si:H形成的肖特基势垒和(p)a-Si:H/c-Si形成的p-n结的示意图

a-Si:H形成的肖特基势垒和(p)a-Si:H/c-Si形includingareverseSchottkydiodeformingbethep-njunctionformingbetween(p)a-Si:Han面会直接影响空穴的收集和SHJ太....

本文编号：3950141