太陽能電池的基本理論與工藝(編輯修改稿)
2025-01-24 16:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 對載流子的收集效率收集率2023/2/2 80半導(dǎo)體基本概念（一）有效電流電子 =產(chǎn)生數(shù) x 收集效率2023/2/2 81半導(dǎo)體基本概念（一）量子效率量子效率2023/2/2 82半導(dǎo)體基本概念（一）3*.1 原子擴(kuò)散原理2023/2/2 83半導(dǎo)體基本概念（一）2023/2/2 84半導(dǎo)體基本概念（一）2023/2/2 85半導(dǎo)體基本概念（一）2023/2/2 86半導(dǎo)體基本概念（一）2023/2/2 87半導(dǎo)體基本概念（一）濃度梯度是原子擴(kuò)散的驅(qū)動力。2023/2/2 88半導(dǎo)體基本概念（一）4. 影響效率的因素，太陽能電池設(shè)計2023/2/2 89半導(dǎo)體基本概念（一） 禁帶寬度的影響2023/2/2 90半導(dǎo)體基本概念（一）2023/2/2 91半導(dǎo)體基本概念（一）2023/2/2 92半導(dǎo)體基本概念（一）效率隨禁帶寬度的變化Si2023/2/2 93半導(dǎo)體基本概念（一）. 太陽能電池效率2023/2/2 94半導(dǎo)體基本概念（一）制約光電池轉(zhuǎn)換效率的因素v 光學(xué)損失 v 電學(xué)損失 v 串并聯(lián)電阻損失 3% 反射損失 13%短波損失 43%透射損失光生空穴 — 電子對在各區(qū)的復(fù)合表面復(fù)合 （前表面和背表面）材料復(fù)合： 復(fù)合中心復(fù)合2023/2/2 95半導(dǎo)體基本概念（一） 光學(xué)損失減反射層， 陷光結(jié)構(gòu)，柵線變細(xì)變稀2023/2/2 96半導(dǎo)體基本概念（一）減反射薄膜的最佳折射率和厚度：2023/2/2 97半導(dǎo)體基本概念（一）減反射厚度 和折射率：關(guān)鍵參數(shù)2023/2/2 98半導(dǎo)體基本概念（一）不同厚度的減反射薄膜，顏色不同2023/2/2 99半導(dǎo)體基本概念（一）2023/2/2 100半導(dǎo)體基本概念（一）單晶硅表面絨化2023/2/2 101半導(dǎo)體基本概念（一）陷光原理1. 減少反射2. 增加光程2023/2/2 102半導(dǎo)體基本概念（一）陷光效果2023/2/2 103半導(dǎo)體基本概念（一） 背反射since the pathlength of the incident light can be enhanced by a factor up to 4n2 where n is the index of refraction for the semiconductor(Yablonovitch and Cody, 1982). This allows an optical path length of approximately 50 times the physical devices thickness and thus is an effective light trapping scheme. 2023/2/2 104半導(dǎo)體基本概念（一）高效單晶硅電池結(jié)構(gòu)2023/2/2 105半導(dǎo)體基本概念（一）厚度對太陽能電池效率的影響GaAsSi2023/2/2 106半導(dǎo)體基本概念（一） 載流子復(fù)合的影響v 載流子復(fù)合影響短路電流和開路電壓v 復(fù)合可分為五個區(qū)域：? 前表面? 發(fā)射區(qū) (n型區(qū)）? 空間電荷區(qū)? 基體（ p型區(qū)）? 背面 2023/2/2 107半導(dǎo)體基本概念（一）愛因斯坦關(guān)系：擴(kuò)散長度與壽命關(guān)系：載流子擴(kuò)散長度與壽命1. 光生載流子在空間電荷區(qū)兩側(cè) 一個擴(kuò)散長度范圍內(nèi)產(chǎn)生，才 可能 被收集。2. 其被收集的幾率受載流子復(fù)合幾率（載流子壽命的倒數(shù)）的限制。2023/2/2 108半導(dǎo)體基本概念（一） 為了更有限地收集 pn結(jié)的光生載流子，硅電池的表面和體復(fù)合必須最大限度的降低。v通常，電流收集所要求的兩個條件：? 光生載流子必須在結(jié)的兩側(cè)，一個載流子擴(kuò)散長度范圍內(nèi)。? 在局域高復(fù)合區(qū)（未被鈍化的表面或者多晶器件的晶界），載流子必須產(chǎn)生于近結(jié)的地方而不是近復(fù)合區(qū)；在局域較為輕的復(fù)合區(qū)（鈍化的表面），載流子可以產(chǎn)生于近復(fù)合區(qū)，可以不被復(fù)合而擴(kuò)散到結(jié)的區(qū)域。2023/2/2 109半導(dǎo)體基本概念（一）v藍(lán)光有著高的吸收系數(shù)和能在近前表面得到吸收；但是當(dāng)近前表面是高復(fù)合區(qū)的話，它不能產(chǎn)生少數(shù)載流子。2023/2/2 110半導(dǎo)體基本概念（一）電荷收集 電池的量子效率可以作為評價光生載流子復(fù)合效應(yīng)的手段。2023/2/2 111半導(dǎo)體基本概念（一）基體中載流子壽命對開路電壓的影響2023/2/2 112半導(dǎo)體基本概念（一）摻雜濃度對開路電壓的影響2023/2/2 113半導(dǎo)體基本概念（一）并聯(lián)電阻由并聯(lián)電阻造成的器件效率嚴(yán)重?fù)p失主要是材料和器件制備中的缺陷，而不是器件設(shè)計問題。小的并聯(lián)電阻提供了光生電流的另一個通道，而不再通過負(fù)載。這樣就降低了電池的開路電流和短路電壓 . 在弱光下，并聯(lián)電阻的影響尤為顯著。2023/2/2 114半導(dǎo)體基本概念（一）降低表面與界面復(fù)合2023/2/2 115半導(dǎo)體基本概念（一）背場電池2023/2/2 116半導(dǎo)體基本概念（一）背表面復(fù)合速率對電池參數(shù)的影響表面復(fù)合2023/2/2 117半導(dǎo)體基本概念（一） 串聯(lián)電阻2023/2/2 118半導(dǎo)體基本概念（一）2023/2/2 119半導(dǎo)體基本概念（一） 薄層電阻2023/2/2 120半導(dǎo)體基本概念（一）發(fā)射層電阻2023/2/2 121半導(dǎo)體基本概念（一） 接觸電阻2023/2/2 122半導(dǎo)體基本概念（一）柵線設(shè)計2023/2/2 123半導(dǎo)體基本概念（一） 串聯(lián)電阻的來源與影響發(fā)射區(qū)基區(qū)接觸電阻降低填充因子，特別大的串聯(lián)電阻還降低短路電流。2023/2/2 124半導(dǎo)體基本概念（一）短路電流依賴于v電池面積v太陽能光強(qiáng)度v光譜分布v光生載流子收集
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