研究目的
研究界面纹理在玻璃上液相结晶硅薄膜太阳能电池中减少光学损失的潜力。
研究成果
玻璃-硅界面处的SMART纹理与吸收体背面随机金字塔纹理的组合被认定为最具前景的光管理方案。该组合搭配空气-玻璃界面的减反射措施，可提升最大可实现短路电流密度，有望使玻璃衬底LPC硅薄膜太阳能电池的功率转换效率达到18%。
研究不足
该研究的局限性在于采用了一维模拟方法以及所研究的特定纹理结构。潜在的优化方向包括将SMART纹理与氮氧化硅钝化层相结合，以及在空气-玻璃界面采取减反射措施。
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[2018年IEEE第七届世界光伏能源转换大会(WCPEC)（第45届IEEE光伏专家会议、第28届国际光伏科学与技术会议及第34届欧洲光伏专家会议联合会议）- 美国夏威夷州威科洛亚村（2018.6.10-2018.6.15）] 2018年IEEE第七届世界光伏能源转换大会(WCPEC)（第45届IEEE光伏专家会议、第28届国际光伏科学与技术会议及第34届欧洲光伏专家会议联合会议）- 减少玻璃衬底晶体硅薄膜太阳能电池的光学损耗
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[2018年IEEE第七届世界光伏能源转换大会(WCPEC)（第45届IEEE光伏专家会议、第28届国际光伏科学与技术会议及第34届欧洲光伏专家会议联合会议）- 美国夏威夷州威科洛亚村（2018.6.10-2018.6.15）] 2018年IEEE第七届世界光伏能源转换大会(WCPEC)（第45届IEEE光伏专家会议、第28届国际光伏科学与技术会议及第34届欧洲光伏专家会议联合会议）- 减少玻璃衬底晶体硅薄膜太阳能电池的光学损耗
DOI：10.1109/PVSC.2018.8548223
出版年份：2018
更新时间：2025-10-22 19:40:53
摘要：
玻璃衬底上液相结晶硅薄膜太阳能电池的效率可达14.2%。虽然开路电压和填充因子已与晶硅电池相当，但由于光吸收不完全导致短路电流密度较低。本文通过实验和一维模拟分析了当前器件设计的损耗，揭示出15-20微米的薄吸收层厚度及平面玻璃-硅界面是造成光吸收不足的主要原因。重点讨论了界面织构（特别是正弦织构和平滑减反三维SMART织构）对这些损耗的改善潜力，可使玻璃-硅界面损耗相对降低至少40%。综合考虑电子界面质量后，SMART织构被认定为玻璃衬底液相结晶硅薄膜太阳能电池中最具前景的光管理织构方案。
作者：
David Eisenhauer，Bernd Rech，Christiane Becker
机构：
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH
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