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界面缺陷态密度与衬底电阻率取值对硅异质结光伏电池性能的影响

孙铁囤 邸明东 孙永堂 汪昊 周骏

界面缺陷态密度与衬底电阻率取值对硅异质结光伏电池性能的影响

孙铁囤, 邸明东, 孙永堂, 汪昊, 周骏
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  • 在异质结前界面缺陷态密度Dit1和异质结背界面缺陷态密度Dit2均取不同值时, 对p型单晶硅(c-Si(p))为衬底的硅异质结太阳电池的衬底电阻率ρ与电池性能的关系进行了数值研究.结果表明:衬底电阻率的最优值ρop取决于前界面缺陷态密度Dit1,且ρop随着Dit1的增大而增大;当ρ>ρop时, 背界面缺陷态密度Dit2对衬底电阻率的可取值范围具有较大影响,Dit2越大衬底电阻率的可取值范围越小.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60977048)、浙江省"钱江人才计划"(批准号:2007R10015)、宁波市重点实验室基金(批准号:2007A22006)和宁波大学王宽成幸福基金资助的课题.
    [1]

    Jagannathan B, Anderson W A 1996 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 44 165

    [2]

    Tardon S, Rosch M, Bruggemann R, Unold T, Bauer G H 2004 J. Non-Cryst. Solids 338—340 444

    [3]

    Jagannathan B, Anderson W A, Coleman J 1997 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 46 289

    [4]

    Gudovskikh A S, Kleider J P, Damon-Lacoste J, Cabarrocas P R I, Veschetti Y, Muller J C, Ribeyron P J, Rolland E 2006 Thin Solid Films 511—512 385

    [5]

    Ok Y W, Seong T Y, Kim D W, Kim S K, Lee J C, Yoon K H, Song J S 2007 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 91 1366

    [6]

    Zhao L, Li H L, Zhou C L, Diao H W, Wang W J 2009 Solar Energy 83 812

    [7]

    Page M R, Iwaniczko E, Xu Y, Wang Q, Yan Y, Roybal L, Branz H M, Wang T H 2006 Conference Record of the IEEE 4th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (Hawaii: IEEE) pp1485—1488

    [8]

    Zhao L, Zhou C L, Li H L, Diao H W, Wang W J 2008 Acta Phys. Sin. 57 3213 (in Chinese) [赵 雷、周春兰、李海玲、刁宏伟、王文静 2008 物理学报 57 3212]

    [9]

    von Maydell K, Windgassen H, Nositschka W A, Rau U, Rostan P J, Henze J, Schmidt J, Scherff M, Fahrner W, Borchert D, Tardon S, Brüggemann R, Stiebig H, Schmidt M 2005 Proceedings of the 20th European Photovoltaic Solar Energy Conference (Barcelona: WIP-Renewable Energies) pp822—825

    [10]

    Conrad E, von Maydell K, Angermann H, Schubert C, Schmidt M 2006 Conference Record of the IEEE 4th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (Berlin:IEEE) pp1263—1266

    [11]

    Jensen N, Rau U, Hausner R M, Uppal S, Oberbeck L, Bergmann R B, Werner J H 2000 J. Appl. Phys. 87 2639

    [12]

    Froitzheim A, Brendel K, Elstner L, Fuhs W, Kliefoth K, Schmidt M 2002 J. Non-Cryst. Solids 299—302 663

    [13]

    Gudovskikh A S, Kleider J P, Stangl R, Schmidt M, Fuhs W 2004 Proceedings of 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference (Paris: WIP-Renewable Energies) pp697—700

    [14]

    Stangl R, Froitzheim A, Schmidt M, Fuhs W 2003 Proceedings of the 3rd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (Osaka:IEEE) pp1005—1008

    [15]

    Froitzheim A, Stangl R, Elstner L, Schmidt M, Fuhs W 2002 Conference Record of the 29th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (New Orleans:IEEE) pp1238—1241

    [16]

    Hussein R, Borchert D, Grabosch G, Fahrner W R 2001 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 69 123

    [17]

    Hernández-Como N, Morales-Acevedo A 2008 Proceedings of the 5th International Conference on Electrical Engineering, Computing Science and Automatic Control (Mexico City:IEEE) pp449—454

    [18]

    Green M A 1987 Solar Cells: Operating Principles, Technology and System Applications (Englewood Cliffs: Prentice-Hall) p54

    [19]

    Zhao L, Zhou C L, Li H L, Diao H W, Wang W J 2008 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 92 673

    [20]

    Yang W J, Ma Z Q, Tang X, Feng C B, Zhao W G, Shi P P 2008 Solar Energy 82 106

    [21]

    De Wolfa S, Beaucarne G 2006 Appl. Phys. Lett. 88 022104

  • [1]

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    von Maydell K, Windgassen H, Nositschka W A, Rau U, Rostan P J, Henze J, Schmidt J, Scherff M, Fahrner W, Borchert D, Tardon S, Brüggemann R, Stiebig H, Schmidt M 2005 Proceedings of the 20th European Photovoltaic Solar Energy Conference (Barcelona: WIP-Renewable Energies) pp822—825

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  • [1] 赵 雷, 周春兰, 李海玲, 刁宏伟, 王文静. a-Si(n)/c-Si(p)异质结太阳电池薄膜硅背场的模拟优化. 物理学报, 2008, 57(5): 3212-3218. doi: 10.7498/aps.57.3212
    [2] 陈俊帆, 任慧志, 侯福华, 周忠信, 任千尚, 张德坤, 魏长春, 张晓丹, 侯国付, 赵颖. 钙钛矿/硅叠层太阳电池中平面a-Si:H/c-Si异质结底电池的钝化优化及性能提高. 物理学报, 2019, 68(2): 028101. doi: 10.7498/aps.68.20181759
    [3] 廖显伯, 曾湘波, 徐艳月, 张世斌, 刁宏伟, 孔光临, 胡志华. 纳米硅(nc-Si:H )/晶体硅(c-Si)异质结太阳电池的数值模拟分析. 物理学报, 2003, 52(1): 217-224. doi: 10.7498/aps.52.217
    [4] 钟春良, 耿魁伟, 姚若河. a-Si:H/c-Si 异质结太阳电池 J-V 曲线的 S-Shape 现象. 物理学报, 2010, 59(9): 6538-6544. doi: 10.7498/aps.59.6538
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    [6] 夏朝凤, 廖显伯, 刁宏伟, 曾湘波, 郝会颖, 孔光临, 胡志华. p型纳米硅与a-Si:H不锈钢底衬nip太阳电池. 物理学报, 2005, 54(6): 2945-2949. doi: 10.7498/aps.54.2945
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    [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] 王利, 张晓丹, 杨旭, 魏长春, 张德坤, 王广才, 孙建, 赵颖. 非晶硅太阳电池BZO/p-a-SiC:H接触特性改善的研究. 物理学报, 2013, 62(5): 058801. doi: 10.7498/aps.62.058801
    [10] 夏义本, 安其霖, 居建华, 史伟民, 王鸿. α-C:H薄膜及其在硅太阳电池上作增透膜的研究. 物理学报, 1993, 42(1): 46-50. doi: 10.7498/aps.42.46
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    [13] 潘洪英, 全知觉. p层空穴浓度及厚度对InGaN同质结太阳电池性能的影响机理研究. 物理学报, 2019, 68(19): 196103. doi: 10.7498/aps.68.20191042
    [14] 丁文革, 桑云刚, 于威, 杨彦斌, 滕晓云, 傅广生. 富硅氮化硅/c-Si异质结中的电流输运机理研究. 物理学报, 2012, 61(24): 247304. doi: 10.7498/aps.61.247304
    [15] 张晓丹, 孙福和, 许盛之, 王光红, 魏长春, 孙建, 侯国付, 耿新华, 熊绍珍, 赵颖. 单室沉积p-i-n型微晶硅薄膜太阳电池性能优化的研究. 物理学报, 2010, 59(2): 1344-1348. doi: 10.7498/aps.59.1344
    [16] 张勇, 刘艳, 吕斌, 王基庆, 张红英, 汤乃云. 前端接触势垒高度对非晶硅和微晶硅异质结太阳电池的影响. 物理学报, 2009, 58(4): 2829-2835. doi: 10.7498/aps.58.2829
    [17] 张晓宇, 张丽平, 马忠权, 刘正新. 硅锗量子阱结构在硅异质结太阳电池中应用的数值模拟. 物理学报, 2016, 65(13): 138801. doi: 10.7498/aps.65.138801
    [18] 康 健, 肖长永, 熊艳云, 冯克安, 林彰达. Si衬底上异质外延金刚石的初始阶段原子H的作用及其界面结构. 物理学报, 1999, 48(11): 2104-2109. doi: 10.7498/aps.48.2104
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-02-25
  • 修回日期:  2010-05-04
  • 刊出日期:  2010-12-15

界面缺陷态密度与衬底电阻率取值对硅异质结光伏电池性能的影响

  • 1. (1)常州亿晶光电科技有限公司,常州 213223; (2)江苏大学光信息科学与技术系,镇江 212013; (3)宁波大学光学与光电子技术研究所,宁波 315211;江苏大学光信息科学与技术系,镇江 212013
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:60977048)、浙江省"钱江人才计划"(批准号:2007R10015)、宁波市重点实验室基金(批准号:2007A22006)和宁波大学王宽成幸福基金资助的课题.

摘要: 在异质结前界面缺陷态密度Dit1和异质结背界面缺陷态密度Dit2均取不同值时, 对p型单晶硅(c-Si(p))为衬底的硅异质结太阳电池的衬底电阻率ρ与电池性能的关系进行了数值研究.结果表明:衬底电阻率的最优值ρop取决于前界面缺陷态密度Dit1,且ρop随着Dit1的增大而增大;当ρ>ρop时, 背界面缺陷态密度Dit2对衬底电阻率的可取值范围具有较大影响,Dit2越大衬底电阻率的可取值范围越小.

English Abstract

参考文献 (21)

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