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氢化非晶硅/单晶硅异质结太阳能电池的模拟：从平面结到局部结

DOI：10.1088/1674-1056/ab5212 期刊：Chinese Physics B 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 为提高HIT（本征薄层异质结）太阳能电池的转换效率并降低生产成本，研究人员对基于氢化非晶硅/晶体硅（a-Si:H/c-Si）异质结的HACL太阳能电池性能进行了研究，并与HIT及HACD（扩散结非晶硅/晶体硅异质结）太阳能电池进行对比。模拟结果表明a-Si:H层会带来显著的光吸收损失。HACL电池的转换效率可达28.18%，短路电流密度达43.06 mA/cm2，均高于HIT和HACD电池。性能提升的主要原因在于：（1）降低了a-Si:H的光吸收损失；（2）减少了HACL电池的光生载流子复合。双面局部结结构特别适用于双面太阳能电池。对于采用n型或p型c-Si基底的HACL电池，全n型或p型c-Si钝化结构能减少稀有材料消耗——该结构中可省去透明导电氧化物（TCO）。研究表明HACL太阳能电池是实现高效低成本极具前景的结构方案。
作者： Haibin Huang，Lang Zhou，Jiren Yuan，Zhijue Quan
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为了获得更高的转换效率并降低HIT（本征薄层异质结）太阳能电池的生产成本。

研究成果

HACL太阳能电池可能是一种在大规模生产中兼具高效率和低成本优势的极具前景的结构。该结构可实现28.18%的转换效率及43.06 mA/cm2的短路电流密度。HACL结构的优势在于：由于非结区采用无约束的a-Si:H层，更多光子能够进入电池吸收层产生光生载流子；同时极薄的钝化层可降低光生载流子复合率，从而提升载流子收集效率。

研究不足

由于非晶硅氢材料（a - Si:H）的缺陷密度高且迁移率极低，太阳能电池的性能提升受到限制。

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