低表面掺杂浓度高效晶体硅太阳电池研究

1、浙江贝盛光伏股份有限公司 姓名：张杰 部门：研发部低表面掺杂浓度高效晶体硅太阳电池研究2011-8-6 Confidential Staff Only 引言Q 为什么选用低表面浓度Q 常规方阻与高方阻电池特性对比Q 如何实现低表面浓度的优势Q 低表面浓度电池的性能测试为了提高太阳电池对太阳光各波段的吸收，太阳能工作者一直致力于提高太阳电池的光谱响应。 其中提高短波响应的方法主要有扩散浅结、 在电池片光照面制减反射膜等。扩散浅结可以减少 “ 死层” 的影响，增加光生载流子的收集率，提高短波响应。SiNx耐磨且疏水性好、减反射效果好，而且有很好的表面和体钝化作用，可使硅表面复合减少，从而有效地提高

2、电池顶层的短波响应。本文主要是围绕扩散浅结这一方向展开研究，通过方块电阻和正面网版图形的搭配实验，达到提升电池片转换效率的目的。 Confidential Staff Only 方块电阻的探讨浅浅结结轻轻掺掺深深结结重重掺掺d d 高方阻高方阻低方阻低方阻 Confidential Staff Only 为什么选用低表面浓度随着表面掺杂浓度的增大，少子复合损失增多，少子寿命迅速下降。备注：陷阱复合：半导体中的杂质和缺陷会在禁带中产生允许能级。这些陷阱能级引起一种很有效的两级复合过程。俄歇复合：碰撞电离效应的逆过程。辐射复合：光吸收的逆过程。 Confidential Staff Only 为什

3、么选用低表面浓度此图为光吸收71%时，最大的死层厚度与截止波长的关系，当死层厚度越小，短波端截止波长越短，所以浅结可以展宽短波段的光谱效应。 Confidential Staff Only 常规方块电阻电池特性 常规方块电阻常规方块电阻35-4535-45相对深结相对深结缺点：表面和顶区复合损失缺点：表面和顶区复合损失大，短波光谱响应差大，短波光谱响应差优点：电极烧结条件放宽优点：电极烧结条件放宽相对高的表面浓度相对高的表面浓度缺点：死层厚，表面复合损缺点：死层厚，表面复合损失大，短波光电转换效率低失大，短波光电转换效率低优点：电极欧姆接触好，串联优点：电极欧姆接触好，串联电阻小电阻小 Con

4、fidential Staff Only 高方块电阻电池特性方块电阻方块电阻5555表面浓度低表面浓度低表面损失减少，顶区光谱响应增大表面损失减少，顶区光谱响应增大短路电流和开路电短路电流和开路电压提高压提高浅结浅结死层薄，表面和顶区复合损失减小，短波死层薄，表面和顶区复合损失减小，短波区域光电转换效率高区域光电转换效率高短路电流和开路电短路电流和开路电压提高压提高 Confidential Staff Only 如何实现低表面浓度的优势验证（验证（4444根细栅，线宽根细栅，线宽100m100m）目标方阻实际方阻平均值35414142414141.2414142404040.84548494

5、9484948.6484949484848.455575958585757.8586059575858.465656666646465.0656865646465.2A组PmppUocIscRsFFNcell352.6670.6255.5260.00577.220.1723452.7050.6275.5760.00577.360.1747552.6930.635.6360.00775.850.1739652.6860.6315.7020.00874.660.1735 Confidential Staff Only 如何实现低表面浓度的优势改进方案（改进方案（5454根细栅，线宽根细栅，线宽90

6、m90m）54线网版细栅宽度：大约90um44线网版细栅宽度：大约100um理论上两种网版遮光面积相差：（54*90um-44*100um）*123mm=56.58mm2实际上两种网版遮光面积相差：（54*100um-44*110um）*123mm=68.88mm2实际遮光面积差占整个面积的0.445%，对电流具有一定的影响。 Confidential Staff Only 如何实现低表面浓度的优势验证（验证（5 54 4根细栅，线宽根细栅，线宽90m90m）目标方阻实际方阻平均值35383534363535.6363835363736.445454645434444.645464647444

7、5.655535251535452.6545555555655.065636461606362.2626366636163.0B组PmppUocIscRsFFNcell352.701 0.6255.538 0.00478.050.1745 452.711 0.6285.591 0.00477.210.1751 552.738 0.6315.652 0.00576.780.1769 652.760 0.6335.715 0.00776.280.1782 Confidential Staff Only 改良前后电性能对比 FF降低主要是因为表面薄层电阻的增加，增大了Rs。 Confidential Staff Only 低表面浓度电池的性能测试量子效率量子效率65方阻方阻45方阻方阻 Confidential Staff Only 低表面浓度电池的性能测试ELEL测试测试方块电阻方块电阻65/65/ 方块电阻方块电阻35/35/ 方块电阻方块电阻45/45/ 方块电阻方块电阻55/55/ Confidential Staff Only 实验总结方阻越高，需要越密的栅线与之配合，才能发挥出高方阻低表面浓度