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通过背面MoOx空穴传输接触的反应溅射增强基于TiOx电子传输层的超薄p型c-Si太阳能电池的效率
摘要: 随着c-Si太阳能电池厚度的减薄,背面接触处高效载流子选择性传输的重要性显著提升。本研究采用室温反应磁控溅射法,在基于TiOx电子传输层的超薄c-Si太阳能电池上制备了MoOx背面空穴传输层,最终器件结构为Ag/ITO/Mg/TiOx/45 μm p型c-Si/MoOx/Ag。系统研究了氧含量比和溅射功率对薄膜相态、带隙及表面粗糙度的影响,并通过插入MoOx层对Ag与p型c-Si的接触性能进行了优化研究?;谟呕腗oOx薄膜,所获得的全无掺杂电池各项参数均得到提升,最终实现12.81%的高效率,较传统背面p+结构电池(11.36%)相对提高约12.8%。结合实验与模拟分析表明,MoOx基电池性能提升可归因于器件电学与光学性能的共同改善。室温下实现MoOx基接触使太阳能电池能够在平面状态下制备,这能大幅避免弯曲效应,并降低超薄c-Si太阳能电池制备过程中的良率损失与能耗。
关键词: 反应溅射、c-Si太阳能电池、空穴传输接触层、MoOx、TiOx
更新于2025-09-23 15:21:01
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具有选择性发射极和基于多晶硅钝化接触的高效n型硅PERT双面太阳能电池
摘要: 双面晶体硅(c-Si)太阳能电池因其正面高效率和背面额外发电增益而备受关注。本文展示了一种具有正面选择性发射极(SE)和基于多晶硅(poly-Si)钝化接触的n型钝化发射极背面全扩散(n-PERT)双面c-Si太阳能电池。SE通过基于正面硼扩散p+发射极的激光掺杂工艺形成。由成本效益高的硝酸氧化法制备的约1.5纳米厚纳米层SiOx和磷掺杂多晶硅组成的poly-Si钝化接触,展现出优异的钝化效果,实现了高开路电压。我们成功制备了大尺寸(156×156 mm2)n-PERT双面太阳能电池,最高效率达21.15%,同时具有优异的40.40 mA/cm2短路电流密度。理论计算进一步表明:若界面缺陷态密度从1×101? cm?2/eV降低一个数量级,SiOx纳米层最佳厚度将从1.5 nm增至1.8 nm;通过优化功能材料和界面层参数,电池效率可提升至24.64%,开路电压超过0.720 V。本研究表明,由于工艺与现有生产线兼容,低成本高效n-PERT双面c-Si电池的产业化具有可行性。
关键词: n型PERT双面电池、纳米层SiOx、基于多晶硅的钝化接触、c-Si太阳能电池、选择性发射极
更新于2025-09-11 14:15:04
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AIP会议论文集 [美国物理联合会出版社 第15届聚光光伏系统国际会议(CPV-15)- 摩洛哥非斯(2019年3月25-27日)] 第15届聚光光伏系统国际会议(CPV-15)- 基于快速傅里叶变换的c-Si太阳能电池强大地形分析方法及先进技术
摘要: 粗糙度和纹理分析是高效太阳能电池工艺开发中的重要课题。特别是通过适当织构化c-Si太阳能电池,可显著提升Jsc(短路电流密度),从而增强其红外响应。常规金字塔尺寸分析依赖显微镜技术配合图像处理,而获取合适金字塔尺寸分布的关键挑战在于消除背景粗糙度的初始影响——通常采用多项式背景扣除法。该方法存在显著物理意义局限:任意选择的多项式背景阶数会影响尺寸分布,甚至可能引发较大误差。 本研究提出通过快速傅里叶变换(FFT)分离不同空间频率贡献并筛选目标研究频段的方法。采用MountainMap?软件对粗糙度进行FFT处理,获得包含选定频段的FFT频谱以消除原始共聚焦图像中的噪声与干扰。通过逆FFT获得经过滤波的地形图像,进而分析表面结构、形貌及几何特征。该方法适用于多种表征技术,尤其与激光共聚焦扫描显微镜联用时效果显著,可实现高通量、快速、自动、精确且无损的重复检测,为样品不同位置的统计分析奠定基础。
关键词: 地形分析、快速傅里叶变换、c-Si太阳能电池、粗糙度、纹理
更新于2025-09-11 14:15:04
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导电聚合物诱导n型硅中反型层的直接观测及其与太阳能电池性能的关联
摘要: 通过光电子能谱研究了超薄导电聚合物[聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐—PEDOT:PSS]薄膜与n型晶体硅形成的异质结。PEDOT:PSS沉积后Si 2p芯能级的大幅偏移证明硅内部形成了无掺杂p-n结(即反型层)。在研究的PEDOT:PSS配方中,PH1000(高PEDOT含量)结合润湿剂和溶剂添加剂二甲基亚砜(DMSO)时,在硅中诱导出最大的能带弯曲(0.71 eV)。不含DMSO时,诱导能带弯曲减小,高PSS含量的PEDOT:PSS配方也存在同样情况。界面能级排列与PEDOT:PSS/n-Si太阳能电池的特性高度吻合,其中高聚合物导电性和充分的硅钝化也是实现高功率转换效率的必要条件。
关键词: 核心能级偏移、能带弯曲、PEDOT:PSS/Si太阳能电池、能级排列、反型层
更新于2025-09-11 14:15:04