【摘 要】
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晶体硅/非晶硅异质结(HAC)太阳电池因高开路电压(VOC)和工艺步骤少等优势,在高效太阳电池中备受关注。非晶硅(a-Si:H)钝化层为HAC电池获得高效率起到了关键作用,但a-Si:H薄膜
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晶体硅/非晶硅异质结(HAC)太阳电池因高开路电压(VOC)和工艺步骤少等优势,在高效太阳电池中备受关注。非晶硅(a-Si:H)钝化层为HAC电池获得高效率起到了关键作用,但a-Si:H薄膜吸收系数大、迁移率低,其寄生吸收损耗限制了电池短路电流密度(Jsc)。为此,本文首先对热丝化学气相沉积(HWCVD)制备a-Si:H和直流磁控溅射沉积(PVD)制备ITO薄膜的工艺进行研究;再针对双面HAC太阳电池迎光面寄生吸收问题,提出了重掺杂c-Si前场的HAC太阳电池(HACD),设计了 HACD电池制备路线,并制备全面积HACD太阳电池;最后提出了双面改进的局域pn结HAC太阳电池(HACL),使用ATLAS软件对HACL电池模拟分析。主要研究结果如下:1、本实验中HWCVD制备的a-Si:H少子寿命最高超过5 ms,a-Si:H的制备过程破真空将造成钝化效果恶化,在热丝电流过高时制备的a-Si:H样品结构缺陷在光热处理时无法消除。2、本实验ITO的研究发现,O2占3.4%时薄膜性能最佳,随O2分压提高,薄膜载流子浓度(Nb)降低,迁移率(μ)与Nb关系以1×1020 cm-3分界,由正相关变为负相关关系;薄膜引入H可提高透过率和导电性,但通过H带来导电性在热处理后μ会降低。3、制备获得了 1 8.2%效率的全面积HACD太阳电池,HACD电池与HIT电池相比短波光响应效果更好,Jsc高出0.3 mA/cm2。4、模拟结果显示,HACL电池能够保持高VOC特性,同时可钝化电极接触和解决HIT电池a-Si:H寄生吸收问题,Jsc比相同条件模拟的HIT电池高出4%,效率潜能达到27.8%。
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