王涛
- 作品数：5 被引量：10H指数：2
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- 载流子选择性接触:高效硅太阳电池的选择被引量：3
- 2017年
- 太阳电池可看成由光子吸收层和接触层两个基本单元组成,接触层是高复合活性金属界面和光子吸收层之间的区域.为了进一步提高硅太阳电池的转换效率,关键是降低光子吸收层和接触之间的复合损失.近年来,载流子选择性接触引起了光伏界的研究兴趣,其被认为是接近硅太阳电池效率理论极限的最后的障碍之一.本文分析了三种类型的载流子选择性接触:在光子吸收层与金属界面之间引入薄的重掺杂层,即所谓的发射极或背面场;利用两种材料之间的导带或价带对齐;利用高功函数的金属氧化物与晶硅接触从而在晶硅中感应能带弯曲.基于一维太阳电池模拟软件wx AMPS,模拟了扩散同质结硅太阳电池[结构为(p^+)c-Si/(n)c-Si/(n^+)c-Si]、非晶硅薄膜硅异质结太阳电池[结构为(p^+)a-Si/(i)a-Si/(n)c-Si/(i)a-Si/(n^+)a-Si]和氧化物薄膜硅异质结太阳电池[结构为(n)MoO_x/(n)c-Si/(n)TiO_x]暗态下的能带结构和载流子浓度的空间分布,其中c-Si为晶硅;a-Si为非晶硅;(i),(n)和(p)分别表示本征、n型掺杂和p型掺杂.模拟结果表明:载流子选择性接触的核心是在接触处晶硅表面附近形成载流子浓度空间分布的不对称进而使得电导率的不对称,形成了对电子的高阻和空穴的低阻或者对空穴的高阻和电子的低阻,从而让空穴轻松通过同时阻挡电子,或者让电子轻松通过同时阻挡空穴,形成空穴选择性接触或者电子选择性接触.
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- 关键词：硅太阳电池
- 硅异质结太阳电池的物理机制和优化设计被引量：2
- 2017年
- 硅异质结太阳电池是一种由非晶硅薄膜层沉积于晶硅吸收层构成的高效低成本的光伏器件,是一种具有大面积规模化生产潜力的光伏产品.异质结界面钝化品质、发射极的掺杂浓度和厚度以及透明导电层的功函数是影响硅异质结太阳电池性能的主要因素.针对这些影响因素已经有大量的研究工作在全世界范围内展开,并且有诸多研究小组提出了器件效率限制因素背后的物理机制.洞悉物理机制可为今后优化设计高性能的器件提供准则.因此及时总结硅异质结太阳电池的物理机制和优化设计非常必要.本文主要讨论了晶硅表面钝化、发射极掺杂层和透明导电层之间的功函数失配以及由此形成的肖特基势垒;讨论了屏蔽由功函数失配引起的能带弯曲所需的特征长度,即屏蔽长度;介绍了硅异质结太阳电池优化设计的数值模拟和实践;总结了硅异质结太阳电池的研究现状和发展前景.
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- 关键词：太阳电池物理机制优化设计
- 重掺杂c-Si背场a-Si:H/c-Si背结双面太阳能电池初步实验研究被引量：4
- 2017年
- HIT结构的a-Si:H/c-Si异质结太阳能电池迎光面遮光损失大是限制其效率提升的瓶颈之一。设计并制备了银栅线/SiN_x/c-Si(n^+)/n-c-Si/a-Si:H(i)/a-Si:H(p^+)/ITO/银栅线结构的双面太阳能电池。对制备的双面太阳能电池样品每一面的进光情况进行J-V、量子效率和Suns-Voc测试分析。研究结果表明,该结构太阳能电池采用背结结构入光可获得比前结结构入光更高的短路电流密度,从而获得更高的光电转换效率;当制绒后硅片厚度为160μm时,双面太阳能电池的短路电流密度最高,为40.3mA·cm^(-2),优于HIT结构的最优值39.5mA·cm^(-2)。
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- 关键词：双面太阳能电池短路电流密度
- 热丝CVD法沉积超薄α-Si∶H钝化膜被引量：1
- 2017年
- 采用热丝化学气相沉积法在n型直拉单晶硅圆片表面双面沉积厚度为10 nm的本征非晶硅(α-Si∶H)薄膜。利用光谱型椭偏测试仪和准稳态光电导法研究热丝电流、H_2体积流量和热丝与衬底之间的距离对α-Si∶H薄膜结构和钝化效果的影响。结果表明,热丝电流为21.5~23.5 A时,钝化后硅片的少子寿命随着热丝电流的增加呈现先增加后降低的趋势,热丝电流为23.0 A时,钝化效果最好;H_2体积流量为5~20 cm^3/min时,少子寿命随着H_2体积流量的增加呈现先增加后降低的规律,体积流量为15 cm^3/min时,钝化效果最好;热丝与衬底间距为4~5 cm时,随着间距的增加,薄膜的结构由晶化向非晶化转变,在间距为4.5 cm时硅片的钝化效果达到最优。
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- 关键词：钝化
- 热丝CVD法沉积固态扩散源制备晶硅太阳电池p^+/n^+发射极研究被引量：2
- 2016年
- 为进一步提高晶硅太阳能电池发射极的性能,本文提出了一种新的发射极制备技术-低温CVD法沉积固态薄膜扩散源并进行高温扩散。采用热丝化学气相沉积法(HWCVD)在单晶硅片上沉积重掺杂硅基薄膜作为固态扩散源,然后在空气氛围下的管式炉中进行高温扩散,最后用稀HF溶液去除表面的BSG/PSG。通过掺磷薄膜扩散在P型单晶硅片上制备了方阻在50~250Ω/□范围内可控的n+型发射极;通过掺硼薄膜扩散在N型硅片上制备了方阻在150~600Ω/□范围内可控的p+型发射极。并且通过在源气体中加入CO2作为氧源,实现了扩散后硅片表面残留扩散源层的彻底去除。
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- 关键词：HWCVD发射极方阻
