高效HIT太陽能光伏電池技術(shù)調(diào)研(二)

HIT太陽能光伏電池的伏安曲線分析

HIT太陽能光伏電池里p/n異質(zhì)結(jié)中所發(fā)現(xiàn)的正向電流特性(0.4V附近)的變化是由于a-Si頂層膜中存在的高密度間隙態(tài)，引起異質(zhì)結(jié)部耗盡層的再復(fù)合而造成的。對此，在頂層和結(jié)晶Si之間插入高質(zhì)量a-Si膜(i型a-Si膜)，通過頂層內(nèi)的電場來抑制復(fù)合電流，這就是HIT構(gòu)造。通過導(dǎo)入約5nm左右的薄膜i型a-Si層，可看到反向的飽和電流密度降低了約2個數(shù)量級。亦即通過導(dǎo)入i型a-Si層，能夠大幅度提高Voc,見下圖.

圖三暗狀態(tài)時的I-V特性比較

化學(xué)鈍化和HIT太陽能光伏電池構(gòu)造的壽命關(guān)系

采用μ-PCD法測定HIT太陽能光伏電池的少子壽命。μ-PCD法得到的壽命值雖然同時反映了體復(fù)合速度和表面復(fù)合速度兩方面，但由于是在同一批(LOT)里抽出相鄰的芯片，所以可認(rèn)為體(BULK)的影響基本相同，所不同的是表面的差異。根據(jù)下圖可以發(fā)現(xiàn)，HIT構(gòu)造的鈍化性能要比化學(xué)鈍化(CP法)更優(yōu)異。

圖四化學(xué)鈍化

HIT太陽能光伏電池的Voc和壽命之間的依存性

發(fā)現(xiàn)通過形成低損傷的a-Si膜和提高表面的清凈度等可以提高壽命和Voc，Voc和壽命之間是一種正的線性關(guān)系。即HIT構(gòu)造中的a-Si鈍化性能的好壞和HIT太陽電池的Voc大小相關(guān)。所以，通過提高a-Si的鈍化性能以提高壽命的方法可以認(rèn)為對提高HIT太陽電池的輸出電壓是有效的。

圖五Voc和載流子壽命(us)的關(guān)系

HIT太陽能光伏電池單晶體硅的表面清潔度更高，同時抑制了非晶硅層形成時對單晶體硅表面產(chǎn)生的損傷。通過這些改良，這種電池的電能輸出功率損失下降，開路電壓得到了提高。

HIT太陽能光伏電池優(yōu)異的溫度特性

HIT太陽能光伏電池Voc越高輸出特性的溫度依存性越小。也就是說，HIT太陽能光伏電池的高效率化技術(shù)中的這種鈍化技術(shù)的開發(fā)(即高Voc化)帶來了溫度特性的提高。由于新電池在溫度上升時發(fā)電量的損失降低，預(yù)計它的年發(fā)電量將比傳統(tǒng)晶硅太陽能電池提升44%。

圖六HIT太陽能光伏電池溫度系數(shù)的Voc依存性