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a-Si:H/c-Si 异质结太阳电池 J-V 曲线的 S-Shape 现象

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

钟春良, 耿魁伟, 姚若河
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  • 通过异质结界面分析与 AMPS 模拟计算研究了 a-Si:H/c-Si 异质结太阳电池在低温工作、a-Si:H 层低掺杂、高价带补偿以及高界面态时光态 J-V 曲线出现 S-Shape 现象的物理过程,总结了 S-Shape 现象的物理原因.分析结果表明,当空穴输运受到界面势垒的限制时,空穴在 c-Si 界面附近聚集,能带重新分配,c-Si 耗尽区的电场减小,更多的电子从 c-Si 准中性区反转至 c-Si 界面及耗尽区与空穴复合,复合速率显著增大,光电流的损失显著增大,光态 J-V<
    [1]

    Tsunomura Y, Yoshimine Y, Taguchi M, Baba T, Kinoshita T, Kanno H, Sakata H, Maruyama E, Tanaka M 2008 Sol. Energy Mater. So . Cells doi:l0.l016/j.solmat. 2008.02.037

    [2]

    Froitzheim A, Brendel K, Elstner L, Fuhs W, Kliefoth K, Schmidt M 2001 Thin Solid Films 383 314

    [3]

    Van Cleef M W M, Rath J K, Rubinelli F A, Van der Werf C H M, Schropp R E I, Van der Weg W F 1997 J. Appl. Phys. 82 6089

    [4]

    Datta A, Damon-Lacoste J, Nath M, Cabarrocas P R, Chatterjee P 2008 Mater. Sci. Eng. B doi:l0.l016 /j.mseb. 2008.10.017

    [5]

    Datta A, Damon-Lacoste J, Cabarrocas P R, Chatterjee P 2008 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 92 1500

    [6]

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

    [7]

    Gudovskikh A S, Kleider J E, Froitzheim A, Fuhs W, Terukov E I 2004 Thin Solid Films 451-452 345

    [8]

    Van Cleef M W M, Schropp R E, Rubinelli F A 1998 Appl. Phys. Lett. 73 2609

    [9]

    Van Cleef M W M, Rubinelli F A, Rath J K, Schropp R E I, Van der Weg W F, Rizzoli R, Summonte C, Pingini R 1998 J. Non-Cryst. Solids 227-230 1291

    [10]

    Van Cleef M W M, Rubinelli F A, Rizzoli R, Pingini R, Schropp R E I, Van der Weg W F 1998 Jpn. J. Appl. Phys. 37 3926

    [11]

    Hu Z H, Liao X B, Diao H W, Xia C F, Xu L, Zeng X B, Hao H Y, Kong G L 2005 Acta Phys. Sin. 54 2302 (in Chinese) [胡志华、廖显伯、刁宏伟、夏朝凤、许 玲、曾湘波、郝会颖、孔光临 2005 物理学报 54 2302 ]

    [12]

    For AMPS-1D please see :http ://www. emprl . psu. Edu/amps.

    [13]

    Hu Z H, Liao X B, Xu Y Y, Zhang S B, Diao H W, Kong G L 2003 Acta Phys. Sin. 52 2302 (in Chinese) [胡志华、廖显伯、曾湘波、徐艳月、张世斌、刁宏伟、孔光临 2003 物理学报 52 217]

    [14]

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

    [15]

    Rubinelli F A 1992 IEEE Trans. Electron Devices 39 2584

    [16]

    Ley L 1989 J. Non-Cryst. Solids 114 238

    [17]

    Sebastiani M, Gaspare D L, Capellini G, Bittencourt C, Evangelisti F 1995 Phys. Rev. Lett. 75 3352

    [18]

    Matsuura H, Okuno T, Okushi H, Tanaka K 1984 J. Appl. Phys. 55 1012

    [19]

    Mimuraand H, Hatanaka Y 1987 Appl. Phys. Lett. 50 326

    [20]

    Eschrich H, Bruns J, Elstner L, Swiatkowski C 1993 J. Non-Cryst. Solids 164-166 717

    [21]

    Gudovskikh A S, Ibrahim S, Kleider J P, Damon-Lacoste J, Cabarrocas P R, Veschetti Y, Ribeyron P J 2007 Thin Solid Films 515 7481

    [22]

    Gandia J J, Carabe J, Gonzalez N, Torres I, Munoz D, Voz C 2009 Sol. Energy Mater. Sol. Cells doi:10.1016/ j.solmat.2009.09.017

  • [1]

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    Datta A, Damon-Lacoste J, Cabarrocas P R, Chatterjee P 2008 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 92 1500

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    [7]

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    [8]

    Van Cleef M W M, Schropp R E, Rubinelli F A 1998 Appl. Phys. Lett. 73 2609

    [9]

    Van Cleef M W M, Rubinelli F A, Rath J K, Schropp R E I, Van der Weg W F, Rizzoli R, Summonte C, Pingini R 1998 J. Non-Cryst. Solids 227-230 1291

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    Van Cleef M W M, Rubinelli F A, Rizzoli R, Pingini R, Schropp R E I, Van der Weg W F 1998 Jpn. J. Appl. Phys. 37 3926

    [11]

    Hu Z H, Liao X B, Diao H W, Xia C F, Xu L, Zeng X B, Hao H Y, Kong G L 2005 Acta Phys. Sin. 54 2302 (in Chinese) [胡志华、廖显伯、刁宏伟、夏朝凤、许 玲、曾湘波、郝会颖、孔光临 2005 物理学报 54 2302 ]

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    For AMPS-1D please see :http ://www. emprl . psu. Edu/amps.

    [13]

    Hu Z H, Liao X B, Xu Y Y, Zhang S B, Diao H W, Kong G L 2003 Acta Phys. Sin. 52 2302 (in Chinese) [胡志华、廖显伯、曾湘波、徐艳月、张世斌、刁宏伟、孔光临 2003 物理学报 52 217]

    [14]

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

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    Rubinelli F A 1992 IEEE Trans. Electron Devices 39 2584

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    Eschrich H, Bruns J, Elstner L, Swiatkowski C 1993 J. Non-Cryst. Solids 164-166 717

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  • [1] 王琳, 魏来, 王正汹. 垂直磁重联平面的驱动流对磁岛链影响的模拟. 物理学报, 2020, 69(5): 059401. doi: 10.7498/aps.69.20191612
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    [3] 汪静丽, 陈子玉, 陈鹤鸣. 基于Si3N4/SiNx/Si3N4三明治结构的偏振无关1 × 2多模干涉型解复用器的设计. 物理学报, 2020, 69(5): 054206. doi: 10.7498/aps.69.20191449
    [4] 方文玉, 张鹏程, 赵军, 康文斌. H, F修饰单层GeTe的电子结构与光催化性质. 物理学报, 2020, 69(5): 056301. doi: 10.7498/aps.69.20191391
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-11-08
  • 修回日期:  2010-01-06
  • 刊出日期:  2010-09-15

a-Si:H/c-Si 异质结太阳电池 J-V 曲线的 S-Shape 现象

  • 1. 华南理工大学电子信息学院,广州 510640

摘要: 通过异质结界面分析与 AMPS 模拟计算研究了 a-Si:H/c-Si 异质结太阳电池在低温工作、a-Si:H 层低掺杂、高价带补偿以及高界面态时光态 J-V 曲线出现 S-Shape 现象的物理过程,总结了 S-Shape 现象的物理原因.分析结果表明,当空穴输运受到界面势垒的限制时,空穴在 c-Si 界面附近聚集,能带重新分配,c-Si 耗尽区的电场减小,更多的电子从 c-Si 准中性区反转至 c-Si 界面及耗尽区与空穴复合,复合速率显著增大,光电流的损失显著增大,光态 J-V<

English Abstract

参考文献 (22)

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