為了進(jìn)一步降低多晶硅太陽電池的成本,研究了硅片厚度對多晶硅太陽電池的短路電流密度、開路電壓和效率的影響??梢钥闯?,在保證多晶硅太陽電池性能不變或者提高的前提下,硅片厚度可以減小到200um,如果繼續(xù)減小厚度,電池的性能將會下降。
1、提高太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率和降低成本是太陽電池研究的主要方向,薄膜太陽電池能夠大幅度降低材料的用量,是降低太陽電池成本最有效的手段。多晶硅太陽能電池在世界太陽能電池市場中占一半左右的份額。所以,在保證太陽電池性能不變甚至提高的前提下,減少多晶硅太陽電池硅片厚度對降低光伏能源的成本具有重要意義。
2、硅片厚度對短路電流Jsc的影響
當(dāng)使用更薄的多晶硅片時,要面臨的一個問題是表面的復(fù)合與基區(qū)的材料質(zhì)量。已經(jīng)有實驗證實,在使用SiNx作為前表面鈍化層和Al作為背面場(BSF)時,當(dāng)多晶硅片厚度大于200um,Jsc與硅片厚度是相互獨立的關(guān)系,只有硅片厚度小于200um,Jsc才隨著厚度的減少而減少。BSF能阻礙光生少子向背表面運動,降低背表面復(fù)合,有利于p/n結(jié)對載流子的收集。厚度低時,基體對入射光的吸收減少,此時BSF對太陽電池的短路電流密度的影響就更明顯。SiNx作為前表面鈍化層可以降低表面復(fù)合并且提高基區(qū)材料的質(zhì)量。但是,當(dāng)硅片厚度很低時,很低低能量光子將穿過硅片而不能被吸收,Jsc會出現(xiàn)降低的趨勢。
3、硅片厚度對開路電壓Voc的影響
在多晶硅太陽電池的背面使用AL-BSF時,如果硅片厚度大于200um,開路電壓Voc與硅片厚度就是獨立的關(guān)系。一個硅太陽電池的飽和電流Jo取決于有效的復(fù)合速度。
4、硅片厚度效率的影響
在硅片厚度大于200um時,使用AL-BSF的多晶硅太陽電池的效率是與硅片厚度相互獨立的。對于厚度小于200um的硅片,高基區(qū)質(zhì)量的太陽電池效率會隨著厚度減小而減少,對于低基區(qū)質(zhì)量的太陽電池,效率仍然是常數(shù)。
5、結(jié)論
在標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)出來條步驟下,200um的硅片厚度是多晶硅太陽電池性能減少的起始點。當(dāng)多晶硅片厚度小于200um時,多晶硅太陽電池的主要電學(xué)參數(shù)開始減少。在降低硅片厚度以減少光伏成本時,要使用有效的表面鈍化方法來減少表面復(fù)合與提高基區(qū)質(zhì)量。
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