隧穿氧化硅/金属镁电子选择接触钝化结构的研究及应用

发布时间：2021-03-19 07:21

　　N型单晶硅电池具有少子寿命高、光致衰减小、弱光响应好、温度系数低等优点,在实际工作环境下功率输出更高,具有更大的效率提升空间。据国际光伏技术路线图预测,到2025年N型单晶电池市场份额将提高为35%左右,展现了强大的发展潜力。由于N型硅与金属A1直接接触时存在较大的接触势垒,整流效应显著,无法形成欧姆接触的背场,对于N型晶硅电池,解决背场问题至关重要。载流子选择收集接触钝化结构通过引入载流子选择收集功能层和超薄钝化隧穿层,从而实现对载流子选择性通过和表面钝化的接触设计,是近年来的研究热点问题。采用电子选择接触钝化结构可以很好解决N型电池背场问题。迄今为止,光电转换效率高于25%的N型电池就有两款使用了载流子接触钝化的设计,即使用了氢化非晶硅（a-Si:H）/掺杂非晶硅作为载流子选择性接触的带本征薄层异质结（HIT）太阳电池和使用了隧穿氧化硅（Si02）/掺杂多晶硅的隧穿氧钝化接触（TOPCon）太阳电池。进一步开发高效、环境友好、工艺简单的N型电池技术具有重大意义。低功函数金属制备方法简单,环境友好,在N型高效晶硅电池上有很大的发展潜力。然而一款性能优异的载流子接触钝化结构必须具备优异... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)浙江省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１太阳电池结构图??

洁、可再生能源。近些年太阳电池在光伏电站上有着广泛的应用，并将逐步大??规模应用于太阳能汽车、光伏建筑一体化等领域。太阳电池是一种利用光生伏??特效应把光能转化为电能的器件。如下图１．１所示，为一种简单的太阳电池结??构示意图。以Ｐ型硅为衬底，在硅片正表面制备了金字塔陷光结构，以减少光??学损失，然后采用磷（Ｐ）扩散的方法在Ｐ型硅上制备了?Ｎ型发射极，形成Ｐ－??Ｎ结，随后在金字塔外制备钝化减反层，最后在电池正面和背面分别丝网印刷??Ａｇ栅线和ＡＩ背电极，经过高温烧结后形成前电极和背场接触。??Ｆｒｏｎｔ?ｃｏｎｔａｃｔ－．＾？?Ｔｅｘｔｕｒｅｄ?ｓｕｒｆａｃｅ??Ａｎｔｉ－ｒｅｋｔｉｏｎ?ａ?ａ?ａ?＾?ａ?Ａ??ｃｏａｔｉｎｇ??ｐ－Ｔｙｐｅ?ｓｉｌｉｃｏｎｒ??Ｂａｃｋ?ｓｕｒｆａｃｅ??Ｂａｃｋｃｏｎｔａｃｔ－??图１．１太阳电池结构图??Ｆｉｇｕｒｅｌ．ｌ?Ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??太阳电池的工作原理就是光生伏特效应。所谓光生伏特效应是指光照使不??均匀半导体不同部位之间产生电位差的现象，半导体吸收光子从而产生电子空??穴对，电子空穴对在Ｐ－Ｎ结内建电场作用下分离，从而在Ｐ－Ｎ结两端产生电动??势。图１．２为Ｐ－Ｎ结空间电荷区示意图，由于Ｐ－Ｎ结两边自由载流子浓度的差??异

；Ｖｅ?？???［４？?ｅ?？?；??图１．２?Ｐ－Ｎ结空间电荷区示意图??Ｆｉｇｕｒｅｌ．２?Ｐ－Ｎ?ｊｕｎｃｔｉｏｎ?ｓｐａｃｅ?ｃｈａｒｇｅ?ａｒｅａ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ??太阳电池效率是在标准测试条件下，通过测试电池的光场伏安特性曲线??（Ｌｉｇｈｔｍ，得到可以表征电池性能的各项参数。典型的伏安特性曲线如下图??１．３所示，由该图可以得到表征太阳电池性能的主要参数，如下：??开路电压Ｆｃｃ：太阳电池开路时电池两端所测的电压，在伏安特性曲线上为??Ｘ轴的截距。??ｙｏｃ?＝?＾ｌｎ?守＋１）?…（１．１）??短路电流Ｊｓｃ．？太阳电池短路（户０）时电池两端所测的电流，在伏安特性曲线??上为ｒ轴的截距。短路电流等于光生电流。??］ｓｃ?￣￣?Ｊｐｈ?…（１．２）??最大功率输出点Ｐｍ：当负载及＝７＾时，太阳电池的输出功率最大，它对应??的最大功率可用下式表示，??２??

【参考文献】：
期刊论文
[1]MOS结构电容高频C-V特性的应用[J]. 熊海,孔学东,章晓文.  半导体技术. 2010(01)



本文编号：3089200