第八章 其他构件结构

1、第八章第八章其他构件结构其他构件结构南京理工大学南京理工大学 材料科学与工程学院材料科学与工程学院1 1 1 1 内容内容8 8.2 .2 半导体异质结半导体异质结8 8.3 .3 金属金属- -半导体异质结半导体异质结8 8.1 .1 同质结同质结2 28 8. .6 6 光电化学电池光电化学电池8 8. .4 4 实用的低电阻接触实用的低电阻接触8 8. .5 5 MISMIS太阳能电池太阳能电池2 28 8.1 .1 同质结同质结同质结：结两边的半导体材料相同半导体材料相同，仅掺杂剂类型不同掺杂剂类型不同。3 3普通的电池结构4 4高低发射极(HLE)结构顶部采用前表面场，取代了SiO2

2、层(钝化)增加了Voc，但电流输出减小。5 5前表面场电池前表面场电池电极从背面引出避免了顶部电极带来的遮蔽损耗电池厚度需较薄6 6垂直多结电池垂直多结电池令pn结垂直于电池被光照射的表面垂直结可收集电池深处产生的载流子间距相当于扩散长度时最有效7 78.2 半导体异质结半导体异质结半导体异质结： 结两边的材料都是半导体，但却是不同不同的半导体。 8 8半导体异质结需采用晶格结构相同的半导体晶格结构不同晶格缺陷降低电池性能半导体1半导体29 98 8.3 .3 金属金属- -半导体异质结半导体异质结金属半导体构成的异质结称为肖特基二极管（MS）。金属半导体异质结： 结一边的材料是半导体（P），

3、另一边材料是金属（N）。 已发展为：金属氧化物半导体（MOS）结构的太阳能电池金属绝缘体半导体（MIS）结构的太阳能电池总称为导体绝缘体半导体（CIS）太阳能电池需要提高内电场需要提高内电场10108 8.4 .4 实用的低电阻接触实用的低电阻接触金属与半导体之间存在较大的接触电阻。对半导体材料进行重掺杂，可以降低接触电阻。11118.5 MIS太阳能电池太阳能电池 在金属和半导体中间加入绝缘绝缘层层，提高内电场。1212MS电池中的顶部电池设计电池中的顶部电池设计 太阳光束如何透入金属层，到达结区？MS电池中的顶部电池设计电池中的顶部电池设计1313 1. 采用足够薄的金属层，对太阳光几乎是

4、透明的。 电阻较高需用较厚的电极1414MS电池中的顶部电池设计电池中的顶部电池设计 2. 采用细而密的栅线，既作为电极又作为N型区，光束从栅线间透入。15153. 采用如氧化锡、氧化铟、氧化锌或氧化镉这样的透明导体作为顶部接触。MS电池中的顶部电池设计电池中的顶部电池设计 这些氧化物实际上是重掺杂半导体，相应的结构称为半导体绝缘体半导体(SIS)太阳电池，接近于半导体异质结。8 8. .6 6 光电化学电池光电化学电池8.6.1 8.6.1 半导体半导体- -液体异质结液体异质结8.6.2 8.6.2 电化学光伏电池电化学光伏电池8.6.3 8.6.3 光电解电池光电解电池16168.6.1

5、 8.6.1 半导体半导体- -液体异质结液体异质结优点：工艺过程最少，能量转换效率超过12%半导体-液体异质结：半导体与电解液接触缺点：半导体易受光腐蚀18188.6.2 8.6.2 电化学光伏电池电化学光伏电池液体中含有一种具有氧化态(Oxide)和还原态(Reduction)的物质。氧化态Ox+接收接收一个电子e - ，它变成还原态Re。还原态Re失去失去一个电子e -，它变成氧化态Ox 。相当于接收接收一个空穴P+ 通过化学反应实现了光生载流子的运输19198.6.3 8.6.3 光电解电池光电解电池在TiO2涂上有机染料光敏化剂，可吸收可见光染料敏化太阳能电池 通过水（H2O）的光电解光电解实现载流子的运输。氧化还原禁带宽度