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硅片厚度對多晶硅太陽電池性能的影響

作者: 時間:2012-04-26 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

為了進一步降低的成本,研究了的短路電流密度、開路電壓和效率的??梢钥闯觯诒WC不變或者提高的前提下,可以減小到200um,如果繼續(xù)減小,電池的將會下降。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/177405.htm

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。多晶硅電池在世界電池市場中占一半左右的份額。所以,在保證太陽電池不變甚至提高的前提下,減少多晶硅太陽電池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

當使用更薄的多晶硅片時,要面臨的一個問題是表面的復合與基區(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就更明顯。SiNx作為前表面鈍化層可以降低表面復合并且提高基區(qū)材料的質(zhì)量。但是,當硅片厚度很低時,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。Voc是溫度T、光生電力Jl(理想情況下它等于Jsc)還有還有飽和電流Jo的函數(shù):

太陽能光伏電池   太陽能光伏電池

Fp變成常數(shù)1,硅片厚度對Voc的影響就被抵消了,所以,硅片比較厚時,Voc與硅片厚度相互獨立。

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

在標準的工業(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。當多晶硅片厚度小于200um時,多晶硅太陽電池的主要電學參數(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合與提高基區(qū)質(zhì)量。



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