搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

氧化随机织构硅表面对单晶硅太阳电池性能的影响研究

周春兰 励旭东 王文静 赵雷 李海玲 刁宏伟 曹晓宁

引用本文:
Citation:

氧化随机织构硅表面对单晶硅太阳电池性能的影响研究

周春兰, 励旭东, 王文静, 赵雷, 李海玲, 刁宏伟, 曹晓宁

The effect of oxidation randomly textured up-pyramid on the silicon solar cell

Zhou Chun-Lan, Li Xu-Dong, Wang Wen-Jing, Zhao Lei, Li Hai-Ling, Diao Hong-Wei, Cao Xiao-Ning
PDF
导出引用
  • 热氧化生长的SiO\-2 薄膜经常在高效单晶硅太阳电池中被用作扩散掩膜,化学镀掩膜,钝化层或者基本的减反射层.在这些高效太阳电池中,经常使用碱性溶液对单晶硅表面进行处理,得到随机分布的正金字塔结构的织绒表面,减少表面的光反射.表面氧化后的正金字塔太阳电池暗反向电流-电压呈现"软击穿"现象,并联电阻明显下降.研究结果表明引起这些现象的原因在于氧化正金字塔表面会导致在体内形成位错型缺陷,这些缺陷能够贯穿整个pn 结,导致太阳电池的并联电阻下降,同时载流子在位错型缺陷在能隙中引入的能级处发生复合,导致空间电荷区
    Thermally grown silicon dioxide is commonly used in high-efficiency monocrystalline silicon solar cell designs as a diffusion mask, electroless plating mask, passivation layer and rudimentary anti-reflection coating. These high efficiency device designs also utilize upright random textured up-pyramids etched by alkalinous solution to minimize front surface reflection. The silicon solar cells passivated with thermal SiO2/plasma SiN stacks have the evident character: the dark reverse current-voltage curve presents "soft breakdown", and the shunt resistance is lower than that of silicon solar cells passivated with the plasma SiN. The study shows that the cause of monocrystalline silicon solar cell performance degradation is the dislocation induced by the thermal growth of silicon dioxide on textured wafers. The performance of thermal SiO2/plasma SiN stack passivated silicon solar cells has evident improvement when a 2-min isotropic etching was applied after surface texturing to round off the pyramids.
    • 基金项目: 国家高技术研究发展计划(批准号:2007AA05Z437 )以及中国科学院知识创新工程重要方向项目(批准号:KGCX2-YW-382 )资助的课题.
    [1]

    Green M A, Chong C M, Zhang F, Sproul A, Zolper J, Wenham S R 1988 Conference Record of the 20th IEEE Photovoltaics Specialists Conference p.411

    [2]

    Schultz O, Glunz S W, Goldschmidt J C, Lautenschlager H, Leimenstoll A, Schneiderlochner E, Willeke G P 2004 Prog. Photovolt: Res. Appl. 12 553

    [3]

    Hu S M 1991 J. Appl. Phys. 70 R53

    [4]

    Fahey P M, Mader S R, Stiffler S R, Mohler R L, Mils J D, Slinkman J A 1992 IBM J. Develop 36 158

    [5]

    Cousins P J, Cotter J E 2006 Solar Energy Materials & Solar Cells 90 228

    [6]

    Breitenstein O, Bauer J, Trupke T, Bardos R A 2008Prog. Photovolt: Res. Appl. 16 325

    [7]

    Jiun H G, Peter J C, Jeffrey E C 2006 Prog. Photovolt: Res. Appl.14 95

    [8]

    Vishnu G, Sudha G 2004 IEEE Transactions on Electron Devices 51 1078

    [9]

    Lal R, Sharan R 1986 Solid-State Electronics 29 1015

    [10]

    Zhou C L, Cao X N, Wang W J, Zhao L, Li HL,Diao H W 2010 Acta Phys. Sin. 59 598 (in Chinese) [周春兰、曹晓宁、王文静、赵 雷、李海玲、刁宏伟 2010 物理学报59 598)]

    [11]

    Hayoung P, Joon S L, Soonwoo K, Sewang Y, Donghwan K 2009 Current Applied Physics 9 1310

    [12]

    Hayoung P, Joon S L, Soonwoo K, Sewang Y, Donghwan K 2010 Current Applied Physics 10 113

    [13]

    Kurtz A D, Kulin S A, Averbach B L 1956 Phys. Rev. 101 1285

    [14]

    Nabarro F R N 1952 Adv. Phys. 1 284

    [15]

    Mathews J W1979Dislocation in Solids, ed. Nabarro F R N(North-Holland, Amsterdam)

    [16]

    Breitenstein O, Altermatt P 2006 Conference Record of the 2006 IEEE 4th World Conference 1 879

    [17]

    Breitenstein O, Bauer J, Lotnyk A, Wagner J M 2009 Superlattices and Microstructures 45 182

  • [1]

    Green M A, Chong C M, Zhang F, Sproul A, Zolper J, Wenham S R 1988 Conference Record of the 20th IEEE Photovoltaics Specialists Conference p.411

    [2]

    Schultz O, Glunz S W, Goldschmidt J C, Lautenschlager H, Leimenstoll A, Schneiderlochner E, Willeke G P 2004 Prog. Photovolt: Res. Appl. 12 553

    [3]

    Hu S M 1991 J. Appl. Phys. 70 R53

    [4]

    Fahey P M, Mader S R, Stiffler S R, Mohler R L, Mils J D, Slinkman J A 1992 IBM J. Develop 36 158

    [5]

    Cousins P J, Cotter J E 2006 Solar Energy Materials & Solar Cells 90 228

    [6]

    Breitenstein O, Bauer J, Trupke T, Bardos R A 2008Prog. Photovolt: Res. Appl. 16 325

    [7]

    Jiun H G, Peter J C, Jeffrey E C 2006 Prog. Photovolt: Res. Appl.14 95

    [8]

    Vishnu G, Sudha G 2004 IEEE Transactions on Electron Devices 51 1078

    [9]

    Lal R, Sharan R 1986 Solid-State Electronics 29 1015

    [10]

    Zhou C L, Cao X N, Wang W J, Zhao L, Li HL,Diao H W 2010 Acta Phys. Sin. 59 598 (in Chinese) [周春兰、曹晓宁、王文静、赵 雷、李海玲、刁宏伟 2010 物理学报59 598)]

    [11]

    Hayoung P, Joon S L, Soonwoo K, Sewang Y, Donghwan K 2009 Current Applied Physics 9 1310

    [12]

    Hayoung P, Joon S L, Soonwoo K, Sewang Y, Donghwan K 2010 Current Applied Physics 10 113

    [13]

    Kurtz A D, Kulin S A, Averbach B L 1956 Phys. Rev. 101 1285

    [14]

    Nabarro F R N 1952 Adv. Phys. 1 284

    [15]

    Mathews J W1979Dislocation in Solids, ed. Nabarro F R N(North-Holland, Amsterdam)

    [16]

    Breitenstein O, Altermatt P 2006 Conference Record of the 2006 IEEE 4th World Conference 1 879

    [17]

    Breitenstein O, Bauer J, Lotnyk A, Wagner J M 2009 Superlattices and Microstructures 45 182

  • [1] 任程超, 周佳凯, 张博宇, 刘璋, 赵颖, 张晓丹, 侯国付. 基于隧穿氧化物钝化接触的高效晶体硅太阳电池的研究现状与展望. 物理学报, 2021, 70(17): 178401. doi: 10.7498/aps.70.20210316
    [2] 陈新亮, 陈莉, 周忠信, 赵颖, 张晓丹. Cu2O/ZnO氧化物异质结太阳电池的研究进展. 物理学报, 2018, 67(11): 118401. doi: 10.7498/aps.67.20172037
    [3] 马大燕, 陈诺夫, 付蕊, 刘虎, 白一鸣, 弭辙, 陈吉堃. 晶格失配对GaInP/InxGa1-xAs/InyGa1-yAs倒装三结太阳电池性能影响的分析. 物理学报, 2017, 66(4): 048801. doi: 10.7498/aps.66.048801
    [4] 姚鑫, 丁艳丽, 张晓丹, 赵颖. 钙钛矿太阳电池综述. 物理学报, 2015, 64(3): 038805. doi: 10.7498/aps.64.038805
    [5] 刘长文, 周讯, 岳文瑾, 王命泰, 邱泽亮, 孟维利, 陈俊伟, 齐娟娟, 董超. 金属氧化物基杂化型聚合物太阳电池研究. 物理学报, 2015, 64(3): 038804. doi: 10.7498/aps.64.038804
    [6] 张忠政, 程晓舫. 与太阳电池研究相适配的双原点坐标系. 物理学报, 2014, 63(11): 118801. doi: 10.7498/aps.63.118801
    [7] 曾湘安, 艾斌, 邓幼俊, 沈辉. 硅片及其太阳电池的光衰规律研究. 物理学报, 2014, 63(2): 028803. doi: 10.7498/aps.63.028803
    [8] 郑雪, 余学功, 杨德仁. -Si:H/SiNx叠层薄膜对晶体硅太阳电池的钝化. 物理学报, 2013, 62(19): 198801. doi: 10.7498/aps.62.198801
    [9] 韩安军, 孙云, 李志国, 李博研, 何静靖, 张毅, 刘玮. 低温超薄高效Cu(In, Ga)Se2太阳电池的实现. 物理学报, 2013, 62(4): 048401. doi: 10.7498/aps.62.048401
    [10] 曹宇, 张建军, 李天微, 黄振华, 马峻, 倪牮, 耿新华, 赵颖. 微晶硅锗太阳电池本征层纵向结构的优化. 物理学报, 2013, 62(3): 036102. doi: 10.7498/aps.62.036102
    [11] 方昕, 沈文忠. 多晶硅中的氧碳行为及其对太阳电池转换效率的影响. 物理学报, 2011, 60(8): 088801. doi: 10.7498/aps.60.088801
    [12] 於黄忠, 周晓明, 邓俊裕. 热处理对不同溶剂制备的共混体系太阳电池性能影响. 物理学报, 2011, 60(7): 077206. doi: 10.7498/aps.60.077206
    [13] 陈双宏, 翁坚, 王利军, 张昌能, 黄阳, 姜年权, 戴松元. 负偏压作用下染料敏化太阳电池界面及光电性能研究. 物理学报, 2011, 60(12): 128404. doi: 10.7498/aps.60.128404
    [14] 寇东星, 刘伟庆, 胡林华, 黄阳, 戴松元, 姜年权. 电极表面改性对染料敏化太阳电池性能影响的机理研究. 物理学报, 2010, 59(8): 5857-5862. doi: 10.7498/aps.59.5857
    [15] 黄阳, 戴松元, 陈双宏, 胡林华, 孔凡太, 寇东星, 姜年权. 大面积染料敏化太阳电池的串联阻抗特性研究. 物理学报, 2010, 59(1): 643-648. doi: 10.7498/aps.59.643
    [16] 蔡宏琨, 陶科, 王林申, 赵敬芳, 隋妍萍, 张德贤. 柔性衬底非晶硅薄膜太阳电池界面处理的研究. 物理学报, 2009, 58(11): 7921-7925. doi: 10.7498/aps.58.7921
    [17] 翁 坚, 肖尚锋, 陈双宏, 戴松元. 大面积染料敏化太阳电池的实验研究. 物理学报, 2007, 56(6): 3602-3606. doi: 10.7498/aps.56.3602
    [18] 徐炜炜, 戴松元, 方霞琴, 胡林华, 孔凡太, 潘 旭, 王孔嘉. 电沉积处理与染料敏化纳米薄膜太阳电池的优化. 物理学报, 2005, 54(12): 5943-5948. doi: 10.7498/aps.54.5943
    [19] 戴松元, 孔凡太, 胡林华, 史成武, 方霞琴, 潘 旭, 王孔嘉. 染料敏化纳米薄膜太阳电池实验研究. 物理学报, 2005, 54(4): 1919-1926. doi: 10.7498/aps.54.1919
    [20] 曾隆月, 戴松元, 王孔嘉, 史成武, 孔凡太, 胡林华, 潘 旭. 染料敏化纳米ZnO薄膜太阳电池机理初探. 物理学报, 2005, 54(1): 53-57. doi: 10.7498/aps.54.53
计量
  • 文章访问数:  7714
  • PDF下载量:  1009
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-05-30
  • 修回日期:  2010-06-20
  • 刊出日期:  2011-03-15

/

返回文章
返回