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

硅异质结电池衬底形貌的修饰及其在电池中的应用研究

赵振越 张晓丹 王奉友 姜元建 杜建 高海波 赵颖 刘彩池

引用本文:
Citation:

硅异质结电池衬底形貌的修饰及其在电池中的应用研究

赵振越, 张晓丹, 王奉友, 姜元建, 杜建, 高海波, 赵颖, 刘彩池

Modification of surface morphology of a textured silicon substrate and its application in heterojunction solar cells

Zhao Zhen-Yue, Zhang Xiao-Dan, Wang Feng-You, Jiang Yuan-Jian, Du Jian, Gao Hai-Bo, Zhao Ying, Liu Cai-Chi
PDF
导出引用
  • 对单晶硅衬底制绒可有效增强其陷光作用,提高硅异质结太阳电池的短路电流. 但在沉积非晶硅的过程中,制绒衬底的金字塔沟壑处易出现两相式外延生长,降低电池输出特性参数. 对此本文采用两种方法修饰制绒衬底的微观形貌,并将其分别应用到硅异质结太阳电池的制备当中. 通过混酸溶液对碱制绒后的衬底进行平滑处理,使金字塔形貌更加平滑,电池开路电压由564.6 mV提高到609.4 mV. 此外,采用四甲基氢氧化铵替代碱溶液,发现制绒后的衬底不仅具有良好的陷光效果,且其形貌更为平滑,使得电池的开路电压和转换效率均有明显提升.
    Texture on a mono-crystalline silicon substrate can effectively enhance the light trapping, and increase the short-circuit current of silicon hetero-junction solar cell. However, when the amorphous silicon layer deposited on the crystalline silicon substrate, the amorphous and crystalline epitaxial growth of mixed phases is created in the valleys with sharp edges, which leads to reducing the output characteristic parameters of the solar cell. In this paper, we use two methods to modify the microstructure of the textured substrate, and apply them to the silicon heterojunction solar cell. The textured silicon substrate is smoothed through the mixed acid, which makes the pyramid shape become round off and the open circuit voltage of the solar cell change from 564.6 mV to 609.4 mV. In addition, we use tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH) instead of alkali solution. It is found that the textured substrate has an effective light trapping, and its micro-morphology is more rounded, the short-circuit current and open circuit voltage of the solar cell have been improved significantly.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973项目)(批准号:2011CBA00706和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 State Key Development Program for Basic Research of China (Grant Nos. 2011CBA00706, 2011CBA00707), the National High Technology Research and Development Program of China (Grant No. 2013AA050302), the Tianjin Science and Technology Support Project (Grant No. 12ZCZDGX03600), the Major Science and Technology Support Project in Tianjin(Grant No. 11TXSYGX22100), and the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (Grant No. 20120031110039).
    [1]

    Dwivedi N, Kumar S, Bisht A, Patel K, Sudhaka S 2013 Solar Energy 88 31

    [2]

    Qu S, Zhang X W, Mao H H, Yu Y X, Han Z H, Tang Y H, Zhou C L, Wang W J 2011 Materials Review 25 10 (in Chinese) [屈盛, 张兴旺, 毛和璜, 余银祥, 韩增华, 汤叶华, 周春兰, 王文静 2011 材料导报 25 10]

    [3]

    Zhou C L, Wang W J, Zhao L, Li H L, Diao H W, Cao X N 2010 Acta Phys. Sin. 59 5777 (in Chinese)[周春兰, 王文静, 赵雷, 李海玲, 刁宏伟, 曹晓宁 2010 物理学报 59 5777]

    [4]

    Olibet S, Vallat S E, Fesquet L, Monachon C, Hessler W A, Damon L J, Wolf S D, Ballif C 2010 Phys. Status Solidi A 207 651

    [5]

    Zhang Y, Zhou Y Q, Jiang Z Y, Liu F Z, Zhu M F 2010 Phys. Status Solidi C 7 1025

    [6]

    Tian J T, Feng S M, Wang K X, Xu H T, Yang S Q, Liu F, Huang J H, Pei J 2012 Acta Phys. Sin. 61 066803 (in Chinese) [田嘉彤, 冯仕猛, 王坤霞, 徐华天, 杨树泉, 刘峰, 黄建华, 裴俊 2012 物理学报 61 066803]

    [7]

    Bachtouli N, Aouida S, Hadj L. R, Boujmil M. F, Bessais B 2012 Applied Surface Science 258 8889

    [8]

    Edwards M, Bowden S, Das U, Burrows M 2008 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 92 1373

    [9]

    Miroslav M, Juraj R, Ladislav H, Pavol G, Pavol S 2010 Applied Surface Science 256 5662

    [10]

    Zhou C L, Li X D, Wang W J, Zhao L, Li H L, Diao H W, Cao X N 2011 Acta Phys. Sin. 60 038201 (in Chinese) [周春兰, 励旭东, 王文静, 赵雷, 李海玲, 刁宏伟, 曹晓宁 2011 物理学报 60 038201]

    [11]

    Angermann H, Korte L, Rappich J, Conrad E, Sieber I, Schmidt M, Hbener K, Hauschild J 2008 Thin Solid Films 516 6775

    [12]

    Rosa M, Allegrezza M, Canino M, Summonte C, Desalvo A 2011 Solar Energy Materials & Solar Cells 95 2987

    [13]

    Shikida M, Sato K, Tokoro K, Uchikawa D 2000 Sensors and Actuators A 80 179

    [14]

    Kang M G, Tark S, Lee J C, Son C S, Kim D 2011 Journal of Crystal Growth 326 14

  • [1]

    Dwivedi N, Kumar S, Bisht A, Patel K, Sudhaka S 2013 Solar Energy 88 31

    [2]

    Qu S, Zhang X W, Mao H H, Yu Y X, Han Z H, Tang Y H, Zhou C L, Wang W J 2011 Materials Review 25 10 (in Chinese) [屈盛, 张兴旺, 毛和璜, 余银祥, 韩增华, 汤叶华, 周春兰, 王文静 2011 材料导报 25 10]

    [3]

    Zhou C L, Wang W J, Zhao L, Li H L, Diao H W, Cao X N 2010 Acta Phys. Sin. 59 5777 (in Chinese)[周春兰, 王文静, 赵雷, 李海玲, 刁宏伟, 曹晓宁 2010 物理学报 59 5777]

    [4]

    Olibet S, Vallat S E, Fesquet L, Monachon C, Hessler W A, Damon L J, Wolf S D, Ballif C 2010 Phys. Status Solidi A 207 651

    [5]

    Zhang Y, Zhou Y Q, Jiang Z Y, Liu F Z, Zhu M F 2010 Phys. Status Solidi C 7 1025

    [6]

    Tian J T, Feng S M, Wang K X, Xu H T, Yang S Q, Liu F, Huang J H, Pei J 2012 Acta Phys. Sin. 61 066803 (in Chinese) [田嘉彤, 冯仕猛, 王坤霞, 徐华天, 杨树泉, 刘峰, 黄建华, 裴俊 2012 物理学报 61 066803]

    [7]

    Bachtouli N, Aouida S, Hadj L. R, Boujmil M. F, Bessais B 2012 Applied Surface Science 258 8889

    [8]

    Edwards M, Bowden S, Das U, Burrows M 2008 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 92 1373

    [9]

    Miroslav M, Juraj R, Ladislav H, Pavol G, Pavol S 2010 Applied Surface Science 256 5662

    [10]

    Zhou C L, Li X D, Wang W J, Zhao L, Li H L, Diao H W, Cao X N 2011 Acta Phys. Sin. 60 038201 (in Chinese) [周春兰, 励旭东, 王文静, 赵雷, 李海玲, 刁宏伟, 曹晓宁 2011 物理学报 60 038201]

    [11]

    Angermann H, Korte L, Rappich J, Conrad E, Sieber I, Schmidt M, Hbener K, Hauschild J 2008 Thin Solid Films 516 6775

    [12]

    Rosa M, Allegrezza M, Canino M, Summonte C, Desalvo A 2011 Solar Energy Materials & Solar Cells 95 2987

    [13]

    Shikida M, Sato K, Tokoro K, Uchikawa D 2000 Sensors and Actuators A 80 179

    [14]

    Kang M G, Tark S, Lee J C, Son C S, Kim D 2011 Journal of Crystal Growth 326 14

  • [1] 杨艳丽, 段志磊, 薛海斌. 非厄米Su-Schrieffer-Heeger链边缘态和趋肤效应依赖的电子输运特性. 物理学报, 2023, 72(24): 247301. doi: 10.7498/aps.72.20231286
    [2] 魏政鸿, 云峰, 丁文, 黄亚平, 王宏, 李强, 张烨, 郭茂峰, 刘硕, 吴红斌. 低接触电阻率Ni/Ag/Ti/Au反射镜电极的研究. 物理学报, 2015, 64(12): 127304. doi: 10.7498/aps.64.127304
    [3] 黄亚平, 云峰, 丁文, 王越, 王宏, 赵宇坤, 张烨, 郭茂峰, 侯洵, 刘硕. Ni/Ag/Ti/Au与p-GaN的欧姆接触性能及光反射率. 物理学报, 2014, 63(12): 127302. doi: 10.7498/aps.63.127302
    [4] 关庆丰, 吕鹏, 王孝东, 万明珍, 顾倩倩, 陈波. 质子辐照下Mo/Si多层膜反射镜的微观结构状态. 物理学报, 2012, 61(1): 016107. doi: 10.7498/aps.61.016107
    [5] 周仁来, 鞠有伦, 杨超, 王巍, 王月珠. 一种对双包层大芯径光纤光栅反射率和纤芯折射率调制估算的方法. 物理学报, 2012, 61(24): 244205. doi: 10.7498/aps.61.244205
    [6] 田嘉彤, 冯仕猛, 王坤霞, 徐华天, 杨树泉, 刘峰, 黄建华, 裴俊. 新型添加剂对单晶硅表面金字塔形貌的影响. 物理学报, 2012, 61(6): 066803. doi: 10.7498/aps.61.066803
    [7] 陈谦, 江建军, 别少伟, 王鹏, 刘鹏, 徐欣欣. 含有源频率选择表面可调复合吸波体. 物理学报, 2011, 60(7): 074202. doi: 10.7498/aps.60.074202
    [8] 王建, 李会峰, 黄运华, 余海波, 张跃. 碳纳米管/四针状纳米氧化锌复合涂层的电磁波吸收特性. 物理学报, 2010, 59(3): 1946-1951. doi: 10.7498/aps.59.1946
    [9] 周春兰, 王文静, 赵雷, 李海玲, 刁宏伟, 曹晓宁. 单晶硅表面均匀小尺寸金字塔制备及其特性研究. 物理学报, 2010, 59(8): 5777-5783. doi: 10.7498/aps.59.5777
    [10] 王振德, 刘念华. 正负折射率材料组成的半无限一维光子晶体的反射率. 物理学报, 2009, 58(1): 559-564. doi: 10.7498/aps.58.559
    [11] 何燕飞, 龚荣洲, 王 鲜, 赵 强. 蜂窝结构吸波材料等效电磁参数和吸波特性研究. 物理学报, 2008, 57(8): 5261-5266. doi: 10.7498/aps.57.5261
    [12] 曹佳伟, 黄运华, 张 跃, 廖庆亮, 邓战强. 四针状纳米氧化锌电磁波吸收特性. 物理学报, 2008, 57(6): 3641-3645. doi: 10.7498/aps.57.3641
    [13] 刘世元, 顾华勇, 张传维, 沈宏伟. 基于修正等效介质理论的微纳深沟槽结构反射率快速算法研究. 物理学报, 2008, 57(9): 5996-6001. doi: 10.7498/aps.57.5996
    [14] 郭少锋, 林文雄, 陆启生, 陈 燧, 林宗志, 邓少永, 朱永祥. 熔融石英玻璃受激布里渊散射效应实验研究. 物理学报, 2007, 56(4): 2218-2222. doi: 10.7498/aps.56.2218
    [15] 徐 敏, 张月蘅, 沈文忠. 半导体远红外反射镜中反射率和相位研究. 物理学报, 2007, 56(4): 2415-2421. doi: 10.7498/aps.56.2415
    [16] 冯素娟, 尚 亮, 毛庆和. 利用偏振控制器连续调节光纤环镜的反射率. 物理学报, 2007, 56(8): 4677-4685. doi: 10.7498/aps.56.4677
    [17] 王晓慧, 吕志伟, 林殿阳, 王 超, 汤秀章, 龚 坤, 单玉生. 宽带KrF激光抽运的受激布里渊散射反射率研究. 物理学报, 2006, 55(3): 1224-1230. doi: 10.7498/aps.55.1224
    [18] 王洪昌, 王占山, 李佛生, 秦树基, 杜芸, 王利, 张众, 陈玲燕. 帽层对极紫外多层膜反射特性影响分析. 物理学报, 2004, 53(7): 2368-2372. doi: 10.7498/aps.53.2368
    [19] 孙可煦, 易荣清, 杨国洪, 江少恩, 崔延莉, 刘慎业, 丁永坤, 崔明启, 朱佩平, 赵屹东, 朱杰, 郑雷, 张景和. 软x射线平面镜不同掠射角下的反射率标定. 物理学报, 2004, 53(4): 1099-1104. doi: 10.7498/aps.53.1099
    [20] 吕志伟, 王晓慧, 林殿阳, 王 超, 赵晓彦, 汤秀章, 张海峰, 单玉生. KrF激光受激布里渊散射反射率稳定性的研究. 物理学报, 2003, 52(5): 1184-1189. doi: 10.7498/aps.52.1184
计量
  • 文章访问数:  4920
  • PDF下载量:  698
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-10-09
  • 修回日期:  2014-03-05
  • 刊出日期:  2014-07-05

/

返回文章
返回