晶體硅太陽能電池(編輯修改稿)
2025-07-20 16:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 產(chǎn)業(yè)化相對容易的前表面結(jié)構(gòu)部分。相對于尚德PLUTO是對PERL技術(shù)的“高仿”電池，中電SE電池可視為“低仿”，如圖2－2 PERL電池結(jié)構(gòu)是PERL電池結(jié)構(gòu)圖。圖2－2 PERL電池結(jié)構(gòu)PERL電池具有高效率的原因在于：(1)電池正面采用“倒金字塔”，這種結(jié)構(gòu)受光效果優(yōu)于絨面結(jié)構(gòu)，具有很低的反射率，從而提高了電池的短路電流JSC.(2)淡磷、濃磷的分區(qū)擴散。柵指電極下的濃磷擴散可以減少柵指電極接觸電阻；而受光區(qū)域的淡磷擴散能滿足橫向電阻功耗小，且短波響應(yīng)好的要求。(3)背面進行定域、小面積的硼擴散P+區(qū)。這會減少背電極的接觸電阻，又增加了硼背面場，蒸鋁的背電極本身又是很好的背反射器，從而進一步提高了電池的轉(zhuǎn)化效率。(4)雙面鈍化。發(fā)射極的表面鈍化降低表面態(tài)，同時減少了前表面的少子復(fù)合。而背面鈍化使反向飽和電流密度下降，同時光譜響應(yīng)也得到改善；但是這種電池的制造過程相當(dāng)繁瑣，其中涉及到好幾道光刻工藝，所以不是一個低成本的生產(chǎn)工藝。其他如SunPower公司開發(fā)出一種采用絲網(wǎng)印刷工藝的低成本背面點接觸電池，效率已達22%；三洋公司生產(chǎn)的HIT電池，%；德國Konstanz ISEC采用n型ZEBRA %效率，背面的光照可得到20%額外的輸出功率。太陽電池硅片技術(shù)發(fā)展趨勢是薄片化，降低硅片厚度是減少硅材料消耗、降低晶硅太陽電池成本的有效技術(shù)措施，是光伏技術(shù)進步的重要方面。30多年來，太陽電池硅片厚度從70年的450～500μm 降低到目前的150～180μm，降低了一半以上，硅材料用量大大減少，對太陽電池成本降低起到了重要作用，是技術(shù)進步促進成本降低的重要范例之一，如圖2－3普通硅太陽能電池的多種損失機制顯示了太陽電池硅片厚度的降低。表2－1太陽電池硅片厚度的降低 ?。ㄈ┚Ч杼柲茈姵剞D(zhuǎn)換效率的損失機理太陽能電池轉(zhuǎn)換效率受到光吸收、載流子輸運、載流子收集的限制。現(xiàn)有的影響太陽能電池效率的因素主要有電學(xué)損失和光學(xué)損失，光學(xué)損失主要是表面反射、遮擋損失和電池材料本身的光譜效應(yīng)特性；電量轉(zhuǎn)換損失包括載流子損失和歐姆損失。太陽光之所以僅有很少的百分比轉(zhuǎn)換為電能，原因歸結(jié)于不管是哪一種材料的太陽能電池都不能將全部的太陽光轉(zhuǎn)換為電流，晶體硅太陽電池的光譜敏感最大值沒有與太陽輻射的強度最大值完全重合，在光能臨界值之上一個光量子只產(chǎn)生一個電子—空穴對，余下的能量又被轉(zhuǎn)換為未利用的熱量，光的反射引起陽光中的一部分不能進入電池中。如硅的帶隙Eg=，不能被吸收；，一個光子只產(chǎn)生一個電子，多余能量不能利用，以熱的形式損失；硅表面反射率35%，造成較大的反射損失；其他如二極管非線性損失、復(fù)合損失、接觸電阻損失都造成硅電池效率的下降。對于單晶硅硅太陽能電池，轉(zhuǎn)換效率的理論最高值是28%。只有盡量減少損失才能開發(fā)出效率足夠高的太陽能電池。影響晶體硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的原因主要來自兩個方面，如圖2－3所示：（1）光學(xué)損失，包括電池前表面反射損失、接觸柵線的陰影損失以及長波段的非吸收損失。 （2）電學(xué)損失，它包括半導(dǎo)體表面及體內(nèi)的光生載流子復(fù)合、半導(dǎo)體和金屬柵線的接觸電阻，以及金屬和半導(dǎo)體的接觸電阻等的損失。這其中最關(guān)鍵的是降低光生載
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