P型襯底a-Si：H-c-Si異質(zhì)結(jié)太陽能電池背面場和界面性質(zhì)數(shù)值模擬研究.pdf

1、P型襯底a-Si：H/c-Si異質(zhì)結(jié)太陽能電池具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。特別是，由于異質(zhì)結(jié)獨特的性質(zhì)，使得它可以制作薄層化或硅材料用量少以及穩(wěn)定性高的高效率硅太陽能電池，在光伏領(lǐng)域有重要的用途。本文通過數(shù)值模擬方法對P型襯底a-Si：H/c-Si異質(zhì)結(jié)太陽能電池中背面場和界面性質(zhì)展開研究，獲得了一些創(chuàng)新性的研究結(jié)果。
　　 首先，以能帶理論，復(fù)合理論和載流子傳輸理論、半導(dǎo)體與光的相互作用理論為基礎(chǔ)，研究了背面場對電池基本參數(shù)

2、的影響機理。當(dāng)背面場材料具有較好導(dǎo)電性時，電池的填充因子隨之提高。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，背面場對短波長光的吸收增大了電池的短路電流密度；背面場的空穴激活能以及背面場與襯底基層材料之間的導(dǎo)帶階、價帶階影響了電池的開路電壓。這對選擇合適的背面場材料有特別的應(yīng)用。
　　 然后，以類c-Si界面缺陷態(tài)模型為基礎(chǔ)，研究了背界面缺陷態(tài)與襯底電阻率的相互作用機理和界面缺陷態(tài)對電池基本參數(shù)的影響機理。第一，當(dāng)襯底電阻率較大時，界面缺陷態(tài)中載流子的復(fù)合

3、基本不受影響；當(dāng)襯底電阻率足夠小時，載流子在界面缺陷態(tài)中的表面復(fù)合會有較大增強。另外，在襯底電阻率減小過程中，襯底中空間電荷區(qū)寬度的減少和同時發(fā)生的窗口層中的空間電荷區(qū)寬度的增大改變了原有光譜吸收結(jié)構(gòu)和光吸收特性。第二，異質(zhì)結(jié)前界面缺陷態(tài)主要影響電池的開路電壓，對電池短路電流基本沒有作用；異質(zhì)結(jié)背界面缺陷態(tài)主要影響電池的短路電流，同時對電池的開路電壓有一定影響。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)襯底電阻率很小時，電池開路電壓由于載流子在異質(zhì)結(jié)前界面缺陷