鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:853次 | 2020年04月09日
光伏高效電池饕餮盛宴(二)
光伏產(chǎn)業(yè)低迷,腹背受敵。怎么樣能挺過寒冬?有技術(shù)實力而且能將技術(shù)變成生產(chǎn)力的公司,將最終勝出。高效電池就是光伏的突圍之匙。
1.硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率損失機(jī)理
太陽能電池轉(zhuǎn)換效率受到光吸收、載流子輸運(yùn)、載流子收集的限制。關(guān)于單晶硅硅太陽能電池,由于上光子帶隙的多余能量透射給下帶隙的光子,其轉(zhuǎn)換效率的理論最高值是28%。只有盡量減少損失才能開發(fā)出效率足夠高的太陽能電池。
影響晶體硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的原因重要來自兩個方面,如圖1所示:
(1)光學(xué)損失,包括電池前表面反射損失、接觸柵線的陰影損失以及長波段的非吸收損失。
(2)電學(xué)損失,它包括半導(dǎo)體表面及體內(nèi)的光生載流子復(fù)合、半導(dǎo)體和金屬柵線的接觸電阻,以及金屬和半導(dǎo)體的接觸電阻等的損失。這其中最關(guān)鍵的是降低光生載流子的復(fù)合,它直接影響太陽能電池的開路電壓。光生載流子的復(fù)合重要是由于高濃度的擴(kuò)散層在前表面引入大量的復(fù)合中心。此外,當(dāng)少數(shù)載流子的擴(kuò)散長度與硅片的厚度相當(dāng)或超過硅片厚度時,背表面的復(fù)合速度對太陽能電池特性的影響也很明顯。
圖1:普通太陽能電池多種損失機(jī)制
2.提高晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的方法
(1)光陷阱結(jié)構(gòu)。一般高效單晶硅電池采用化學(xué)腐蝕制絨技術(shù),制得絨面的反射率可達(dá)到10%以下。目前較為先進(jìn)的制絨技術(shù)是反應(yīng)等離子蝕刻技術(shù)(RIE),該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是和晶硅的晶向無關(guān),適用于較薄的硅片,通常使用SF6/O2混合氣體,在蝕刻過程中,F(xiàn)自由基對硅進(jìn)行化學(xué)蝕刻形成可揮發(fā)的SiF4,O自由基形成SixOyFz對側(cè)墻進(jìn)行鈍化處理,形成絨面結(jié)構(gòu)。目前韓國周星公司應(yīng)用該技術(shù)的設(shè)備可制得絨面反射率低于在2%~20%范圍。