选择性发射极晶体硅太阳电池的二维器件模拟及性能优化
本文选题:选择性发射极 + PCD器件模拟 ; 参考:《物理学报》2014年06期
【摘要】:利用PC2D二维模拟软件对选择性发射极晶体硅太阳电池(SE电池)进行了器件模拟和参数优化的研究.在对丝网印刷磷浆法制备的SE电池的实测典型电流-电压曲线实现完美拟合的基础上,全面系统地研究了栅线、基区、选择性发射区和背表面场层等的参数对电池性能的影响.模拟表明:基区少子寿命、前表面复合速度和背表面复合速度是对电池效率影响幅度最大的三个参数.在所研究的参数范围内,当基区少子寿命从50μs上升到600μs时,电池效率从18.53%上升到19.27%.低的前表面复合速度是使发射区方块电阻配比优化有意义的前提.要取得理想的电池效率,背表面复合速度需控制在500 cm/s以下.此外,对于不同的前表面复合速度,电池效率的最大值总是在50—90Ω/□的重掺区方阻、110—180Ω/□的轻掺区方阻的范围内取得.对不同的栅线数目,重掺区宽度与栅线间距之比为32%时,电池的效率最高.另外,在主栅结构保持较低面积比率的前提下,主栅数目的增加也可提高效率.最后,通过优化p型SE电池的效率可达到20.45%.
[Abstract]:The device simulation and parameter optimization of selective emitter crystal silicon solar cell (SE) were studied by using PC2D software. On the basis of perfectly fitting the measured typical current-voltage curves of SE batteries prepared by screen-printing phosphorus paste, the effects of the parameters of gate line, base region, selective emission region and back surface field layer on the performance of the battery are studied systematically and comprehensively. The simulation results show that the minority carrier lifetime, front surface recombination speed and back surface recombination speed are the three parameters that have the greatest effect on the battery efficiency. In the range of parameters studied, the battery efficiency increases from 18.53% to 19.27 when the minority carrier lifetime in the base region increases from 50 渭 s to 600 渭 s. Low front surface recombination velocity is a significant premise to optimize the ratio of emitter block resistance. To achieve optimal battery efficiency, the back surface recombination speed should be controlled below 500 cm/s. In addition, for different front surface recombination velocities, the maximum efficiency of the cell is always obtained in the range of 110-180 惟 /-in the range of 50 to 90 惟 /-heavy doped square resistance. The efficiency of the cell is the highest when the ratio of the width of the heavy doped area to the gap of the gate line is 32. In addition, the increase of the number of the main gate can also improve the efficiency under the condition of keeping a low area ratio of the main gate structure. Finally, by optimizing the efficiency of p type SE battery, the efficiency can reach 20.45%.
【作者单位】: 中山大学 光电材料与技术国家重点实验室 广东省光伏技术重点实验室;南玻集团太阳能事业部研发中心;
【基金】:国家自然科学基金(批准号:50802118) 广东省战略性新兴产业核心技术攻关项目(批准号:2011A032304001) 中央高校基本研究经费青年教师培育项目(批准号:11lgpy40)资助的课题~~
【分类号】:TM914.4
【参考文献】
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【共引文献】
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本文编号:1840935
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