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非晶硅界面缓冲层对非晶硅锗电池性能的影响

刘伯飞 白立沙 张德坤 魏长春 孙建 侯国付 赵颖 张晓丹

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非晶硅界面缓冲层对非晶硅锗电池性能的影响

刘伯飞, 白立沙, 张德坤, 魏长春, 孙建, 侯国付, 赵颖, 张晓丹

Effect of a-Si:H interface buffer layer on the performance of hydrogenated amorphous silicon germanium thin film solar cell

Liu Bo-Fei, Bai Li-Sha, Zhang De-Kun, Wei Chang-Chun, Sun Jian, Hou Guo-Fu, Zhao Ying, Zhang Xiao-Dan
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  • 针对非晶硅锗电池本征层高锗含量时界面带隙失配以及高界面缺陷密度造成电池开路电压和填充因子下降的问题,通过在PI界面插入具有合适带隙的非晶硅缓冲层,不仅有效缓和了带隙失配,降低界面复合,同时也通过降低界面缺陷密度改善内建电场分布,从而提高了电池的收集效率. 进一步引入IN界面缓冲层以及对非晶硅锗本征层进行能带梯度设计,在仅采用Al背电极时,单结非晶硅锗电池转换效率达8.72%.
    In the light of the open circuit voltage and fill factor reduction resulting from band gap discontinuities and high defect densities at interfaces when more germanium is mixed into the intrinsic layer of hydrogenated amorphous silicon germanium solar cell, the insertion of a-Si:H buffer layer with proper band gap into PI interface not only mitigates band gap discontinuities and interface recombination, but also improves the electric field distribution by reducing the defect densities at PI interface, thus the collection efficiency of a-SiGe:H solar cell is enhanced. By inserting a-Si:H buffer layer into IN interface and designing band gap profile along the a-SiGe:H intrinsic layer further, the 8.72% conversion efficiency of single junction a-SiGe:H solar cell is achieved when only Al back reflector is added as back contact.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2011CBA00706,2011CBA00707)、国家高技术研究发展计划(批准号:2013AA050302)、天津市科技支撑项目(批准号:12ZCZDGX03600)、天津市重大科技支撑计划项目(批准号:11TXSYGX22100)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20120031110039)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Basic Research Program of China (Grant Nos. 2011CBA00706, 2011CBA00707), the National High Technology Research and Development Program of China (Grant No. 2013AA050302), the Science and Technology Program of Tianjin, China (Grant No. 12ZCZDGX03600), the Major Science and Technology Project of Tianjin, China (Grant No. 11TXSYGX22100), and the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (Grant No. 20120031110039).
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  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-07-30
  • 修回日期:  2013-08-31
  • 刊出日期:  2013-12-05

非晶硅界面缓冲层对非晶硅锗电池性能的影响

  • 1. 南开大学光电子薄膜器件与技术研究所, 光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室, 光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300071
    基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2011CBA00706,2011CBA00707)、国家高技术研究发展计划(批准号:2013AA050302)、天津市科技支撑项目(批准号:12ZCZDGX03600)、天津市重大科技支撑计划项目(批准号:11TXSYGX22100)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20120031110039)资助的课题.

摘要: 针对非晶硅锗电池本征层高锗含量时界面带隙失配以及高界面缺陷密度造成电池开路电压和填充因子下降的问题,通过在PI界面插入具有合适带隙的非晶硅缓冲层,不仅有效缓和了带隙失配,降低界面复合,同时也通过降低界面缺陷密度改善内建电场分布,从而提高了电池的收集效率. 进一步引入IN界面缓冲层以及对非晶硅锗本征层进行能带梯度设计,在仅采用Al背电极时,单结非晶硅锗电池转换效率达8.72%.

English Abstract

参考文献 (16)

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