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oe1(光电查) - 科学论文

5 条数据
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  • 用于高效非晶硅异质结太阳能电池的掺杂氢化纳米晶氧化硅层

    摘要： 氢化纳米晶氧化硅（nc-SiOx:H）层在硅异质结（SHJ）太阳能电池的载流子选择性接触中展现出优异的光电性能。然而，在本征氢化非晶硅（(i)a-Si:H）层上生长薄层（小于20纳米）时，既要实现高导电性又要保持晶体硅（c-Si）的钝化质量，在技术上具有挑战性。本文评估了基于高透明nc-SiOx:H层的SHJ接触堆栈光电参数优化策略。通过等离子体增强化学气相沉积法，我们首先研究了主要沉积条件的变化对光电参数的影响，制备出折射率低于2.2且暗电导率高于1.00 S/cm的薄膜。随后评估了掺杂层沉积前后不同表面处理工艺的电学特性。值得注意的是，我们将n型和p型接触的暗电导率分别从0.79提升至2.03 S/cm、从0.02提升至0.07 S/cm。研究发现(i)a-Si:H沉积后的界面处理不仅能促进纳米晶快速形核，还能改善c-Si钝化质量。由此，前/背接触电池的填充因子绝对值提升了13.5%，从65.6%增至79.1%。我们分别实现了前结和后结结构21.8%与22.0%的转换效率。基于nc-SiOx:H的接触堆栈光学优势显著：相比(n)a-Si:H，其短路电流密度平均提高1.5 mA/cm2，电池效率绝对值提升近1%。

    关键词： 硅异质结（SHJ）、载流子选择性接触（CSCs）、界面处理、光电特性、氢化纳米晶氧化硅（nc-SiOx:H）

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过反应等离子体沉积法制备的用于硅异质结太阳能电池的创新型宽光谱MGZO透明导电薄膜

    摘要： 本研究通过反应等离子体沉积（RPD）技术结合软薄膜生长工艺，开发出宽光谱镁镓共掺杂氧化锌（MGZO）透明导电薄膜。在无需任何刻意基底加热处理的情况下，12分钟内即可制备出功函数约4.36 eV的MGZO薄膜。厚度为480纳米的MGZO薄膜在紫外-可见-近红外波段（波长约400-1200纳米）展现出约9.9×10?? Ω·cm的低电阻率和约82.6%的高透光率。XRD谱图显示随着薄膜厚度增加，MGZO薄膜呈现(103)晶向择优生长。基于480纳米厚MGZO前电极的硅异质结（SHJ）太阳能电池研制成功，截面SEM图像证实MGZO薄膜具有优异连续性，且c-Si金字塔结构顶部与底部均无裂纹与针孔。通过引入超薄SnOx缓冲层优化p-a-Si:H/TCO界面，进一步提升了电池效率。同时制备出双面MGZO薄膜的硅异质结太阳能电池，转换效率达19.02%。这些实验结果表明，低成本RPD法制备的MGZO透明导电氧化物材料可作为传统SHJ太阳能电池及其他光电器件中常用In?O?基材料的商业适用替代品。

    关键词： 镁和镓共掺杂，太阳能电池，硅异质结（SHJ），氧化锌薄膜，透明导电氧化物（TCO），反应等离子体沉积（RPD）

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 硅层对硅异质结太阳能电池中ITO和AZO生长的影响

    摘要： 本文报道了针对硅异质结（SHJ）太阳能电池载流子选择性接触应用而设计的薄膜硅层上沉积氧化铟锡（ITO）的特性。研究发现，与沉积在氢化非晶硅薄膜（a-Si:H）上的ITO相比，沉积在氢化纳米晶硅（nc-Si:H）层上的ITO电子迁移率μe显著下降。nc-Si:H层不仅表现出比a-Si:H更高的结晶度，还具有显著增加的表面均方根粗糙度。透射电子显微镜（TEM）显示，这会促进ITO生长初期形成更小且断裂的特征结构。此外，二次离子质谱分析表明，来自薄膜硅层的氢在ITO中的渗透深度存在差异，这可能同时影响ITO和器件的钝化特性。与掺铝氧化锌（AZO）相比，我们发现AZO在nc-Si:H层上实际可能表现出更优特性。我们评估了优化器件中效率超过23%的SHJ太阳能电池内，改性ITO方阻Rsh对串联电阻Rs的影响。在设计以非晶或纳米晶层作为载流子选择性接触的太阳能电池时，应考虑这一特性。

    关键词： 二次离子质谱法（SIMS）、氧化铟锡（ITO）、串联电阻、掺铝氧化锌（AZO）、透明导电氧化物（TCO）、透射电子显微镜（TEM）、硅异质结（SHJ）

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 具有镀铜接触的硅异质结太阳能电池的湿热诱导降解

    摘要： 湿热暴露是测试封装组件中太阳能电池耐久性的最严苛环境之一。湿热应力会引发太阳能电池及组件的多种退化模式：例如电极与互联线路的吸湿腐蚀、聚合物材料劣化及/或热激活扩散过程。为筛查这些潜在退化模式及其他问题，我们对采用镀铜接触结构的硅异质结（SHJ）单电池组件进行了85°C/85%相对湿度的长期湿热测试。这些SHJ电池分别采用两种常见封装材料（乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA和聚烯烃弹性体POE）以及两种结构（玻璃-背板与玻璃-玻璃）进行层压封装。 我们观察到太阳能电池最大功率（PMP）的所有构成参数——电流、电压及填充因子均出现退化，并发现随着应力增加存在载流子复合增强与非理想二极管特性加剧的证据。对于玻璃-背板结构，EVA封装样品的PMP退化程度通常比POE高约1.5倍，且不同封装材料呈现差异化退化模式。玻璃-玻璃?？樗涑氏窒嗨魄魇频潭冉锨?。另一项实验显示，非金属化SHJ前驱体经湿热处理后有效少数载流子寿命降低，这表明除接触相关退化外还存在其他预期内的退化机制，并验证了复合增强现象的观测结果。

    关键词： 镀铜（Cu）触点、可靠性、硅异质结（SHJ）、填充因子（FF）、封装材料、湿热（DH）

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 硅异质结太阳能电池前透明导电氧化物层的功率损耗：单结与四端叠层应用设计指南

    摘要： 在硅异质结太阳能电池中，为最小化电学与光学损耗，需对前透明导电氧化物（TCO）层进行优化。本文提出了整体功率损耗最小化的设计准则——该研究突破了以往仅聚焦短路电流密度最大化的TCO优化局限——并据此为单结及基于硅的四端叠层应用指定了最优TCO方案。所采用的方法通过分析TCO载流子浓度、迁移率、厚度以及前电极指间距等参数，量化了前TCO层的关联损耗。对于典型迁移率约20 cm2·V?1·s?1、载流子密度2.5×102? cm?3的氧化铟锡（ITO）薄膜，在700-1200 nm红外波段（典型叠层结构中到达硅底电池的光谱范围），采用3 mm指间距与100-110 nm ITO厚度可实现损耗最小化；而相同电池在全光谱下作为单结器件运行时，其最优指间距为2 mm，最优ITO厚度为70 nm。本方法亦可便捷应用于非ITO类TCO材料、多种特定四端叠层架构，并经微调后适用于背TCO层。

    关键词： 红外（IR）光谱、串联太阳能电池、硅异质结（SHJ）太阳能电池、透明导电氧化物（TCO）、四端结构

    更新于2025-09-16 10:30:52