低表面摻雜濃度高效晶體硅太陽電池研究

1、浙江貝盛光伏股份有限公司 姓名：張杰 部門：研發(fā)部低表面摻雜濃度高效晶體硅太陽電池研究2011-8-6 Confidential Staff Only 引言Q 為什么選用低表面濃度Q 常規(guī)方阻與高方阻電池特性對比Q 如何實現(xiàn)低表面濃度的優(yōu)勢Q 低表面濃度電池的性能測試為了提高太陽電池對太陽光各波段的吸收，太陽能工作者一直致力于提高太陽電池的光譜響應(yīng)。 其中提高短波響應(yīng)的方法主要有擴散淺結(jié)、 在電池片光照面制減反射膜等。擴散淺結(jié)可以減少 “ 死層” 的影響，增加光生載流子的收集率，提高短波響應(yīng)。SiNx耐磨且疏水性好、減反射效果好，而且有很好的表面和體鈍化作用，可使硅表面復(fù)合減少，從而有效地提高

2、電池頂層的短波響應(yīng)。本文主要是圍繞擴散淺結(jié)這一方向展開研究，通過方塊電阻和正面網(wǎng)版圖形的搭配實驗，達到提升電池片轉(zhuǎn)換效率的目的。 Confidential Staff Only 方塊電阻的探討淺淺結(jié)結(jié)輕輕摻摻深深結(jié)結(jié)重重摻摻d d 高方阻高方阻低方阻低方阻 Confidential Staff Only 為什么選用低表面濃度隨著表面摻雜濃度的增大，少子復(fù)合損失增多，少子壽命迅速下降。備注：陷阱復(fù)合：半導(dǎo)體中的雜質(zhì)和缺陷會在禁帶中產(chǎn)生允許能級。這些陷阱能級引起一種很有效的兩級復(fù)合過程。俄歇復(fù)合：碰撞電離效應(yīng)的逆過程。輻射復(fù)合：光吸收的逆過程。 Confidential Staff Only 為什

3、么選用低表面濃度此圖為光吸收71%時，最大的死層厚度與截止波長的關(guān)系，當(dāng)死層厚度越小，短波端截止波長越短，所以淺結(jié)可以展寬短波段的光譜效應(yīng)。 Confidential Staff Only 常規(guī)方塊電阻電池特性 常規(guī)方塊電阻常規(guī)方塊電阻35-4535-45相對深結(jié)相對深結(jié)缺點：表面和頂區(qū)復(fù)合損失缺點：表面和頂區(qū)復(fù)合損失大，短波光譜響應(yīng)差大，短波光譜響應(yīng)差優(yōu)點：電極燒結(jié)條件放寬優(yōu)點：電極燒結(jié)條件放寬相對高的表面濃度相對高的表面濃度缺點：死層厚，表面復(fù)合損缺點：死層厚，表面復(fù)合損失大，短波光電轉(zhuǎn)換效率低失大，短波光電轉(zhuǎn)換效率低優(yōu)點：電極歐姆接觸好，串聯(lián)優(yōu)點：電極歐姆接觸好，串聯(lián)電阻小電阻小 Con

4、fidential Staff Only 高方塊電阻電池特性方塊電阻方塊電阻5555表面濃度低表面濃度低表面損失減少，頂區(qū)光譜響應(yīng)增大表面損失減少，頂區(qū)光譜響應(yīng)增大短路電流和開路電短路電流和開路電壓提高壓提高淺結(jié)淺結(jié)死層薄，表面和頂區(qū)復(fù)合損失減小，短波死層薄，表面和頂區(qū)復(fù)合損失減小，短波區(qū)域光電轉(zhuǎn)換效率高區(qū)域光電轉(zhuǎn)換效率高短路電流和開路電短路電流和開路電壓提高壓提高 Confidential Staff Only 如何實現(xiàn)低表面濃度的優(yōu)勢驗證（驗證（4444根細柵，線寬根細柵，線寬100m100m）目標(biāo)方阻實際方阻平均值35414142414141.2414142404040.84548494

5、9484948.6484949484848.455575958585757.8586059575858.465656666646465.0656865646465.2A組PmppUocIscRsFFNcell352.6670.6255.5260.00577.220.1723452.7050.6275.5760.00577.360.1747552.6930.635.6360.00775.850.1739652.6860.6315.7020.00874.660.1735 Confidential Staff Only 如何實現(xiàn)低表面濃度的優(yōu)勢改進方案（改進方案（5454根細柵，線寬根細柵，線寬90

6、m90m）54線網(wǎng)版細柵寬度：大約90um44線網(wǎng)版細柵寬度：大約100um理論上兩種網(wǎng)版遮光面積相差：（54*90um-44*100um）*123mm=56.58mm2實際上兩種網(wǎng)版遮光面積相差：（54*100um-44*110um）*123mm=68.88mm2實際遮光面積差占整個面積的0.445%，對電流具有一定的影響。 Confidential Staff Only 如何實現(xiàn)低表面濃度的優(yōu)勢驗證（驗證（5 54 4根細柵，線寬根細柵，線寬90m90m）目標(biāo)方阻實際方阻平均值35383534363535.6363835363736.445454645434444.645464647444

7、5.655535251535452.6545555555655.065636461606362.2626366636163.0B組PmppUocIscRsFFNcell352.701 0.6255.538 0.00478.050.1745 452.711 0.6285.591 0.00477.210.1751 552.738 0.6315.652 0.00576.780.1769 652.760 0.6335.715 0.00776.280.1782 Confidential Staff Only 改良前后電性能對比 FF降低主要是因為表面薄層電阻的增加，增大了Rs。 Confidential Staff Only 低表面濃度電池的性能測試量子效率量子效率65方阻方阻45方阻方阻 Confidential Staff Only 低表面濃度電池的性能測試ELEL測試測試方塊電阻方塊電阻65/65/ 方塊電阻方塊電阻35/35/ 方塊電阻方塊電阻45/45/ 方塊電阻方塊電阻55/55/ Confidential Staff Only 實驗總結(jié)方阻越高，需要越密的柵線與之配合，才能發(fā)揮出高方阻低表面濃度