320云南师范大学胡志华.doc

非晶硅/晶体硅异质结HIT太阳电池研究*本研究工作得到了国家重大基础研究计划(973)项目(合同号:G2000028201)和北京市自然科学基金重点项目资助。
胡志华1,3王文静2许颖2赵秀玲2夏朝凤3刘祖明3刁宏伟1郝会颖1廖显伯1
1中国科学院半导体研究所北京 100083
2北京市太阳能研究所北京 100083
3云南师范大学能源与环境科学学院,教育部可再生能源新材料重点实验室昆明 650092
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摘要:本文报道了具有低温薄膜工艺特点的非晶硅/晶体硅异质结HIT太阳电池的实验研究结果。电池结构采用TCO/n-a-Si:H/i-a-Si:H/p-c-Si/Al。选用ITO作减反射膜时,电池的开路电压较高,短路电流较小;而选用ZnO:Al作减反射膜时,电池的短路电流较大,开路电压较低。%(,100mWcm-1)。
1. 引言
晶体硅太阳电池具有转换效率高,生产技术成熟的优点,一直以来占据太阳电池世界总产量的绝大部分。但传统晶体硅太阳电池生产中的高温(9000C以上)扩散制结工艺又限制了生产效率的提高和产品成本的进一步降低[[] Rannels J E 1998 Proc. of the 2nd World Conference on Photovoltaic Solar Energy Conversion, Vienna 3296
]。多年来各国科学家一直在努力研究探索低成本高产量的高效薄膜太阳电池制造技术。氢化非晶硅(a-Si:H)太阳电池生产工艺温度较低(4000C以下),便于大规模生产,因此受到各国科学家的普遍重视并得到迅速发展[[] Song Y J, Anderson W A 2000 Solar Energy Material & Solar Cells, 64 241~249
]。但是,氢化非晶硅(a-Si:H)太阳电池的光致退化(Staebler-Wronski 效应)[[] Yamamoto K et al. 2001 Solar Energy Material & Solar Cells, 66 117~125
]问题始终没有得到很好的解决,同时其光电转换效率还有待进一步提高[[] Yang J et al. 1997 Appl. Phys. Lett. 70 2975
]。一条可行的途径是用宽带隙的a-Si作为窗口层或发射极,单晶硅[[] i M 1999 Solar Energy Material & Solar Cells, 57 249~257
]、多晶硅片作衬底[[] Matsumoto Y 1990 J. Appl. Phys. 67 6538
,[] Ma W et al 1996 Japanese Journal of Applied Physics, 35 640~643
],形成所谓的异质结太阳电池。这种电池既利用了薄膜制造工艺优势同时又发挥了晶体硅和非晶硅的材料性能特点,具有实现高效低成本硅太阳电池的发展前景。Hamakawa[[] Hamakawa Y 1983 Japanese Journal of Applied Phy