硅基异质结太阳能电池光电特性研究

学科分类号.本科毕业论文学号院(系)指导教师职称二○一六年三月贵州师范学院本科毕业论文(设计)诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文(设计)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本科毕业论文作者签名：(亲笔签名)摘要在当今能源匮乏的情况下，人们对太阳能的利用显得尤为的重要。太阳能电池的发展关系着人类未来的生存和发展，国际上各国都在积极地利用和开发太阳能，太阳能利用技术也在日益提高。传统的第一代晶硅电池虽然工艺很成熟，但其成本高制约着其利用率，高成本的太阳能电池价格昂贵。目前制约太阳电池大面积使用的原因在于其成本偏高。降低光伏发电成本主要依据两种途径：一是追求尽可能高的光电转换效率，从而降低产生相同电力时所需昂贵半导体材料。二是选择新材料及工艺体系降低电池制造成本。近年来，基于硅衬底的异质结太阳电池因其结合了高纯单晶硅材料少子寿命长、异质结易于控制生长及能带匹配的优点，获得了广泛关注及研究。本文从太阳光和太阳能一步步深入，明确太阳能电池的重要参数:开路电压、短路电流、输出功率和填充因子。理解太阳能电池的工作原理，从中发现影响太阳能电池效率的因素以及改进方法。硅基异质结太阳能是太阳能发展的前沿，随着研究的进步，人们不断的追求更高效率的硅基异质结太阳能的研究。关键词：异质结；太阳能电池；光生伏特效应；界面态AbstractInthecaseoftoday'senergy-starved,fortheuseofsolarenergyisparticularlyimportant.Solarcelldevelopmentrelatedtothefutureofmankind'sexistenceanddevelopment,countriesallovertheworldactivelyuseandexploitationofsolarenergy,solartechnologyisalsoincreasing.Althoughtraditionalfirstgenerationcrystallinesiliconsolarcelltechnologyisverymature,butitshighcostrestrictsitsusage,highcostofsolarcellsareexpensive.Restrictingthebroaduseofsolarcellsbecauseofitshighcost.Reducethecostofphotovoltaicpowergenerationbasedontwoapproaches:oneisthepursuitofphotoelectricconversionefficiencyashighaspossible,thusreducingtheexpensivesemiconductormaterialrequiredtoproducethesamepower.Second,theselectionofnewmaterialsandprocesssystemsreducemanufacturingcosts.Inrecentyears,basedonsiliconsubstrateheterojunctionsolarcellsbecauseoftheircombinationofminoritycarrierlifetimeofhigh-puritysiliconmateriallong,easilycontrolledheterostructuresongrowthandcantakeadvantageofmatching,andhasgainedwideattentionandresearch.In-depthstepbystepbasedontheSunandsolarenergy,clearlyimportantparametersofsolarcells:opencircuitvoltageandshortcircuitcurrent,outputpower,andfillfactor.Understandhowsolarcellswork,findthefactorsinfluencingtheefficiencyofsolarcellsaswellasimprovedmethods.Silicon-basedheterojunctionsolaristhesolarenergydevelopmentfront,withtheprogressofresearch,peoplecontinuetopursuemoreefficientsilicon-basedheterojunctionsolarresearch.Keywords:Theheterojunction;solarcellsTeruovoltseffect;interfacestate1绪论进入21世纪，能源和环境的可持续发展已成为人类最关注的问题，光伏发电具有最理想的可持续发展特征，是可再生能源发展的最大亮点。太阳能作为一种清洁能源，在全球环境日益恶化的情况下受到了越来越多的重视，太阳能的转换利用成为人们热衷于研究的领域。太阳能电池是一种可直接将太阳发射出的电磁辐射(如，可见光，红外线，紫外线)转换成电能的器件，利用太阳能电池把太阳能转变成电能的整个过程对环境是无污染的，所以太阳能的利用是环境友好型的，并且太阳能是一种可再生的绿色能源，取之不尽用之不竭。任何地区只要有阳光都可以利用太阳能与太阳能电池为人类的发展提供能源，目前制约太阳电池大面积使用的原因在于其成本偏高。降低光伏发电成本主要依据两种途径：一是追求尽可能高的光电转换效率，从而降低产生相同电力时所需昂贵半导体材料。二是选择新材料及工艺体系降低电池制造成本。未来的能源危机是我们不得不面对的课题，所以对太阳能的利用与研究具有重要的意义。1.1太阳光辐射太阳能辐射是由太阳发射光子实现的，太阳能辐射强度受所处地理位置(经度、纬度)与当地气候环境的影响，具体体现为不同的波长能量值。为了定量描述太阳能的辐射，美国材料与实验协会(ASTM)将大气对地球表面接受太阳光的程度定义为大气质量[1]，太阳与天顶夹角的正割值定义为大气质量数(AM)，如图(1.1)所示出了不同AM状态下的太阳光谱，曲线AM0,它表示地球大气层以外的太阳光谱，AM1代表太阳位于天顶时地表的太阳光谱，其入射功率约为925W/m2，曲线AM1.5为地表应用的加权平均值(太阳与地平线成45度角)，通常卫星和宇宙飞船采用AM0光谱，而地面光谱我们采用标准AM1.5标定。图1.1太阳能光谱分布曲线[2]1.2太阳能的特点太阳能是在许多代人的努力下一步步为人类所利用的，由于它具有可再生与资源丰富而且是绿色能源等特点所以它的优点是不言而喻的，具体有如下：1、辐射范围广，太阳光谱照耀着大地，不管是在陆地上还是在海洋，无论在高山或是岛屿处处皆有太阳的照射，所以我们可直接开发和利用太阳能并且勿须去开采或者运输它。2、清洁无污染，太阳光的辐射本身对我们地球就是一种恩赐，没有阳光我们是无法生存的，进一步利用太阳能的方法就是太阳能发电，而利用太阳能电池的发电过程相比其它发电方式(火力发电，核发电)是完全绿色清洁无污染的。3、能量值巨大，太阳每年照射到地球面上的辐射能量等同于130万亿吨煤燃烧能，所以它的能量值是我们所能知的最大能量体，并且它的能量开发是无限的[3]。4、取之不尽用之不竭，据计算，太阳里的氢储存量可燃烧百亿年，然而我们生活的地球寿值只有不过几十亿年，从时间对比上来考虑太阳能是取之不尽用之不竭的。从以上四种优点考虑我们可知太阳能的利用对人类生存是至关重要的，太阳能的利用很广泛的，如太阳能热水器，太阳能汽车，太阳能电子表，太阳能供电系统等等，其中大部分都是利用太阳能电池的光电转换对太阳能加以利用的。能源危机和环境的污染都促使我们寻找新能源，开发清洁绿色可再生能源，太阳能做为一种清洁绿色可再生能源毫无疑问是最理想的研究对象，对太阳能电池的研究具有十分重要的意义。1.3太阳能电池的发展现状当今商业化的太阳能电池中根据不同吸收层半导体材料发展出了各种类型的的电池，全球超过80%的太阳能电池被晶硅电池占据，如多晶硅电池，微晶硅电池，单晶硅电池等等所称的第一代太阳能电池。近年来，基于硅衬底的异质结太阳电池(SiliconHeterojuctionsolarcells，SHJ)，因其结合了高纯单晶硅材料少子寿命长、异质结易于控制生长及能带匹配的优点，获得了广泛关注及研究。目前，常规晶体硅太阳电池(包括单晶硅c-Si和多晶硅mc-Si电池)的市场份额占主要地位(＞80%)，但在高纯硅材料短缺和价格制约的情况下，以及低碳经济型可持续发展的社会背景下，薄膜太阳电池在硅薄膜太阳电池的带领下，得到迅速发展。不久的将来，薄膜太阳电池可能与晶体硅太阳电池及其他新型太阳电池三分天下。1.4研究的目的与意义太阳能电池的发展关系着人类未来的生存和发展，国际上各国都在积极地利用和开发太阳能，太阳能利用技术也在日益提高。在一代代的科研工作者的努力下我们相信太阳能的利用技术会越来越好。中国是13亿人口的耗能大国，当我们的石油资源消耗完了的时候我们拿什么来支持现在大家的能源需要，能源问题是我们不得不面对的问题，太阳能的发展是不可遏止的。传统的第一代晶硅电池虽然工艺很成熟，但其成本高制约着其利用率，高成本的太阳能电池价格昂贵，只有富裕的国家才能用的上太阳能电池，而其他国家仍然用落后的，普通的能源，这对我们提倡绿色无污染能源计划还有不小的距离。只有研究出高利用率低价格的太阳能电池才能让人们都过上安稳的生活，不再为能源而发愁。2太阳电池的工作原理2.1太阳能电池的介绍如果光照在p-n结上，而且光能大于p-n结的禁带宽度，则在p-n结附近将产生电子-空穴对。由于内建电场的存在，产生的非平衡载流子（电子和空穴）将向空间电荷区两端漂移，产生光生电势（电压），破坏了原来的平衡。如果将p-n结和外电路相连，则电路中出现电流，称为光生伏特效应[4,5]。光生伏特效应”是将太阳辐射能光子通过一种器件转变为电能的过程，而这种能产生“光生伏特效应”的器件则被称作“光伏器件”。太阳电池简单的说就是一种可以直接将光能转换成电能的半导体器件。它的基本结构就是半导体P-N结。晶体硅太阳电池是指：单晶硅太阳电池(主要以单晶硅片作为基体)与多晶硅太阳电池(主要以多晶硅片作为基体)的总称。2.2P-N结在一块n型（或者p型）半导体晶体上，用适当的工艺方法（如合金发、扩散法、生长法、离子注入法等）把p型（或者n型）杂质掺入其中，使这块晶体的不同区域分别具有n型和p型的导电类型，将两者的交界面处称为P-N结。单独的n型或者p型半导体呈现出电中性，但在两块半导体形成P-N结的过程中，由于p区内空穴占多数，电子占极少数；而n区内则电子占多数，空穴占极少数，在交界面的两侧出现电子和空穴浓度不一样，从而使得了空穴从p区到n区，电子从n区运动到p区，即扩散运动，如图2-1所示。由于载流子的扩散运动，在交界面的两边形成一层很薄的区域，靠近n区的一边出现一个正电荷区，同理，靠近p区的一边则出现一个负电荷区，把这一区域称作空间电荷区，如图2-2所示。在空间电荷区，由于两边分别积聚了正、负电荷，会产生一个从n区指向p区的反向电场，称为内建电场。图2-1载流子的扩散过程图2-2P-N结空间电荷区2.3pin结如pin结构的晶体硅太阳电池，载流子扩散长度够长，光生少子就可以扩散到空间电荷区．然后会被内建电场分离。再扩散到pn结两侧，那么pn结的两侧出现光生电荷积累，产生了光电压，形成了异质结光生伏特效应。当上电极与下电极间接有负载时。那么在负载上将有光生电流与电压，并输出功率。可见，这种结构太阳电池正是利用扩散收集光生载流子。但是，对于非晶硅与微晶硅等薄膜材料，由于结构无序和高缺陷态密度及高掺杂量，致使载流子扩散长度很短，掺杂层中扩散长度可能更短。于是载流子还没有扩散到结区就被复合了，无法被很有效地收集。所以采用pn结构是不行的。硅基薄膜电池就采用了在pn层之间加入i层结构，这样的本征层存在既可以保证光在被吸收同时又保证必要的内部的电场。本征层电场存在有助于其光生载流子收集．此时光生载流子收集依赖于电场作用下漂移运动[6]，从而就克服了硅基薄膜扩散长度小而带来的限制。如图(2-3)是pin薄膜太阳电池的能带结构示意图。电池中的本征层作用主要包括两个：首先作为吸收层，要求它能够吸收尽可能多的光，产生更多电子、空穴对，这便要求i层必须具有良好光学吸收性能：其次就是作为光生载流子输运路径．要求它具有尽量低缺陷态密度，即尽量长扩散长度。图2-3pin能带示意图2.4太阳能的重要参数太阳电池电特性的几项重要参数是开路电压(Voc)、短路电流(Jsc)、最大输出功率(Pm)、填充因子(FF)和转换效率(η)[7,8]。2.4.1开路电压Voc当受光照电池处于开路状态时，RL则趋于无穷，I=0，所以可以得出开路电压Voc表达式如下：VOC=Ln+(IL/L0+1)KBT/q(2.10)由于IL与入射光强成正比，因此VOC它也会随入射增加而增大，与入射光强对数成正比，不过VOC并不会无限的增大，当增大到pn结势垒消失达到最大值，因此有如下式：VOC<VD<Eg/q(2.11)开路的电压和饱和电流I0对数成反比，而I0和电池的基体材料的禁带宽度与复合机制有关，禁带愈宽，I0就越小，而Voc愈大且随温度升高而降低。2.4.2短路电流ISC当太阳电池从外部短路测得的那个最大电流，称为短路电流，我们用Isc表示。当太阳电池处于短路状态的时候，即RL=0、V=0，短路电流和光电流相等。如下式：ISC=I=IL（2.12）光电流密度JL即光电流IL除以光电池面积，可以表示为：JL=qη0N(Eg)（2.13）式中η0为收集效率；N（Eg）为能量超过Eg的光子流密度，Eg为禁带宽度。2.4.3输出功率由图2-4看出，曲线上任意一点都是太阳电池的工作点。工作点和原点的连线是负载线，负载线的斜率的倒数即等于RL。可以调节负载电阻RL到某一个数值Rm时，在曲线上得到一点W，W点对应的工作电流Im和工作电压Vm之乘积为最大。即Pm=Im×Vm(2.14)称W点为太阳电池的最佳工作点，Im为最佳工作电流，Vm为最佳工作电压，Rm为最佳负载电阻，Pm为最大输出功率。图2-4太阳电池I-V特性曲线2.4.4填充因子定义填充因子FF为太阳能电池最大功率与开路电压和短路电流乘积的比值。FF=Pm/(VOCISC)(2.15)填充因子是用来评价太阳能电池的输出特性好坏重要参数，它值越高，表明太阳能电池的输出功率就越接近极限功率，太阳能电池的性能就越好。2.4.5转换效率电池输出电功率和入射光功率的比我们称之为光电转换效率我们简称效率，它是太阳电池性能的最重要参数之一，它的表达式如下：η=Pm/Pin=VOC×ISC×FF/Pin(2.16)于是，电池输出功率Pm就可以表示为：Pm=VOC×ISC×FF(2.17)因此，当在一定的光照下，我们为了有尽量大的功率，就要获得尽可能大的开路电压Voc和短路电流Isc与填充因子FF。2.5太阳电池基本工作原理照到太阳电池上的太阳光线一部分会被电池吸收，其中光子能量如果大于半导体带隙宽度(Eg)，则会激发半导体中原子的价电子，在N区、P区以及空间电荷区产生光生电子-空穴对。这些在空间电荷区产生的光生电子-空穴对，会被内建电场迅速分离，最终使得空穴进入P区，电子进入N区。光生电子空穴对在N区产生后，光生空穴首先通过扩散运动到达P-N结边界，再在内电场的作用下通过漂移运动最终运动到P区；同理在P区，光生电子首先通过扩散运动到达P-N结边界，再在内电场的作用下通过漂移运动最终运动到N区。最终导致光生电子在N区累积，光生空穴在P区累积，形成光生电场，其方向与内建电场相反。由于方向相反，一部分光生电场会被内建电场抵消，剩余的光生电场会使N层带负电，P层带正电，进而产生光生电动势；通常把这种现象称作光生伏特效应。2.3影响电池效率的因素及改进方法目前来看，a-Si太阳电池经常使用的结构主要有ITO/N-I-P/金属基板太阳电池和Al/N-I-P/TCO/玻璃基板太阳电池两种。影响太阳电池效率的原因有太阳光和电池本身两方面，因此可以从这两方面来考虑改善电池效率。从太阳光方面考虑，可以通过聚光来提高太阳电池效率，光强是影响太阳电池的发电量的重要因素，一定区域里，光强与发电量成正比关系。因此产生了聚光太阳电池，主要利用较小的太阳电池面积，通过增加照射光强度的方法来提高电池的输出功率。从电池本身考虑，限制太阳电池电池效率的原因主要包括以下几方面：(1)温度短路电流和开路电压都受温度的影响，随温度增加，电池效率下降，因此控制好温度是提高电池效率必须考虑的因素。(2)前表面钝化采用激光刻槽埋栅金属化和丝网印刷工艺可以减少串联电阻和遮挡带来的损失。转换效率较低以及稳定性差是非晶硅太阳电池面临的最大问题，通过不断的研究对于解决这些问题有了很大突破主要体现在以下几方面：(1)窗口层应采用禁带宽的材料，将原来的a-Si换成a-SiC，因为后者具有较高光学带隙。(2)本征层厚度的选取存在最优值，与局部能级密度有关。(3)N层与P层的要求大致相同，选取μc-Si作为N层材料，可以有效减小串联电阻。(4)将原先的平面ITO用绒面SnO2替代，采用多层背反射电极，可以有效减少反射和透射带来的损失。(5)通过改变电池结构，设计不同带隙的叠层电池或者采用梯度界面层来提高电池效率和稳定性。3异质结3.1异质结的发展异质结是由两种禁带宽度不同的半导体材料相接触而形成的接触过渡区[9].1992年,日本人MakotoTanaka和MikioTaguchi等[10]首次将异质结技术应用到硅基太阳能电池的制备过程中。自此,异质结技术与太阳能电池的结合成为新型硅基太阳能电池发展的趋势之一,得到了广泛的研究和应用当今,世界对可再生能源的需求空前迫切作为重要的可再生能源之一,太阳能及其光伏产业受到我国政府[11]和企业的极大关注。自1954年第一块单晶硅同质PN结太阳能电池[12]的诞生至今,硅基太阳能电池经历了两个阶段:以晶体硅和多晶硅为代表的第一代太阳能电池和以非晶硅薄膜为代表的第二代太阳能电池[13]然而,传统的基于同质PN结技术的硅基太阳能电池突显出成本高、效率低、对环境污染严重等问题。各种新概念及其技术的引入成为解决上述问题的途径,构成了第三代太阳能电池的雏形。其中异质结及其技术就是解决上述问题的关键技术,成为硅基太阳能电池最重要的发展方向之一,也是实现第三代太阳能电池构想[14]的支撑技术之一。异质结具有如下优点:(1)有利于宽谱带吸收,从而提高效率.晶体硅同质结太阳能电池只能吸收波长范围在0.3μm至1.1μm范围内的太阳光,该波长范围的能量占总太阳光能量的46%;而对于占5%的紫外区和占49%的红外区太阳能无法吸收或转化为热[15]。然而,通过与晶体硅禁带宽度不同的材料构成异质结太阳能电池,可展宽对太阳光的吸收谱,从而实现宽谱带吸收目的。(2)增加内建电场,提高注入效率[16]。与同质结相比,异质结具有更大的内建电场,使注入结两侧的非平衡少子电流增加,从而增加开路电压和短路电流。(3)减小原料硅消耗,降低成本.异质结的发展使薄膜技术应运而生,从而能够将电池生长在低成本的玻璃、陶瓷甚至柔性衬底上。3.2界面态异质结是由两种不同半导体材料组成的，其晶格常数不同，当他们形成异质结时，会出现不匹配的键，称为悬挂键，加上材料本身的杂质缺陷最终会在界面产生界面态，界面态的存在会对电池的总体性能产生巨大影响，界面态是异质结太阳能电池的核心问题，在异质结太阳能电池中界面态会严重影响着太阳能电池的各参数，目前对界面态的研究主要集中在各类非晶硅薄膜HIT异质结太阳能电池中。对界面态的研究分析有助于实际生产中对器件质量的提高也是研究异质结电池不得不面对的课题。将异质结应用在晶体硅太阳能电池中,能有效地增加对不能被晶体硅材料吸收波段的太阳光的吸收,从而提高晶体硅太阳能电池的转换效率.然而,异质结在晶体硅太阳能电池中的应用依然存在着诸如界面缺陷、薄膜材料的稳定性以及与传统工艺的兼容性等方面的问题。4硅基异质结太阳电池常见的硅基异质结太阳电池的异质结，如a-Si/c-Si，a-SiC/c-Si，nc-Si/c-Si等，在单晶硅衬底基础上，沿用非晶硅太阳电池业已成熟的制备技术(如等离子增加化学气相沉积PECVD、热丝气相沉积HWCVD、甚高频化学气相沉积VHFCVD)等，通过在低温沉积实现异质结，减少了通常硅太阳电池高温扩散制结的能源消耗，从而降低成本[17,18]。更值得一提的是，SHJ太阳电池具有超过20%光电转换效率的潜力，属于高效低成本太阳电池。4.1HIT型异质结太阳电池HIT太阳电池三洋Sanyo公司最新报道其申请专利的HIT型异质结太阳电池[19,20]，在80nm硅基片上实现了23.4%的高转换效率，远超过目前传统硅太阳电池的转换效率(16%～18%)。通过进一步优化绒面织构等光陷阱技术以及优化异质结减少载流子复合，该种异质结电池有望在近期接近PERL等高效晶硅太阳电池转换效率24.7%的世界纪录。目前转换效率为21%的HIT太阳电池已实现规模化生产。HIT电池采用高纯n型单晶硅作为衬底，利用一个超薄的非晶硅层(＜10nm)作为缓冲层，对晶体硅上下表面的良好钝化，并采用PECVD等薄膜低温沉积技术实现p+Si/a-Si/n-Si/a-Si/n+Si式的HIT电池结构。其具有以下特点：(1)结构简单，但可得到较高的光电转换效率；(2)较小的温度效应，即转换效率随温度升高下降的程度低于常规晶体硅太阳电池，因此实际发电量较高；(3)在低温实现a-Si沉积，可节省能源；(4)可使用薄型硅衬底(＜100µm)，并实现表面和背面对称结构，节省硅材料；(5)由于背面的入射光也可以发电，具有两面发电的可能性。在日本研究人员的开创性工作以及HIT电池最高转换效率不断突破的鼓舞下，HIT型异质结太阳电池，即基于a-Si:H插入缓冲及钝化层技术的c-Si异质结太阳电池，在世界范围内的研究、试验及理论模拟取得了大量成果[21,22]。较重要的研究方向有：一是利用更廉价的p型硅衬底替代原先的n型硅以及采用纳米硅薄膜作为发射极。例如，最近美国可再生能源研究中心(NERL)的WangQ等[23]采用p型悬浮区熔炼(Fz)硅和直拉单晶(Cz)硅衬底，成功制备了异质结太阳电池，其典型的电池结构为(金属格栅/ITO/n/i/c-Si(p)/i/p/ITO/金属)，分别实现了19.3%和18.3%的转换效率，且没有出现传统n+/p型硅电池初期的光致衰减效应，其开路电压在700mV以上；WuBR等[24]采用热丝化学气相沉积结合激光退火晶化技术在p型单晶硅基底上制备nc-Si/c-Si异质结太阳电池，实现了14.2%的转换效率。分析上述电池结构可以看出，实际均为改进的HIT结构太阳电池。4.2高效率的硅基异质结太阳电池世界各国的研究人员陆续研究了各种新型的硅基异质结太阳电池[25]，如利用非晶C膜的半导体特性开发a-C/c-Si、a-C/C60/c-Si等新型太阳电池，但转换效率过低无法达到实际应用的程度。这些尝试中较成功的异质结电池主要有a-Si:H/c-Si、nc-Si:H/c-Si及c-3C-SiC/c-Si太阳电池。研究显示，太阳电池需要满足以下几个关键条件来实现高效率的硅基异质结。以典型的a-Si:H/c-Si异质结为例：一是对c-Si衬底表面进行预处理，以降低a-Si:H/c-Si等异质结界面活性复合缺陷密度；二是优化a-Si:H层的沉积工艺；三是对沉积膜层的后处理技术。基于以上思路，最近德国的KorteL等[26]在单晶硅上制备了a-Si:H/c-Si异质结太阳电池。经过c-Si的表面预处理优化工艺，结合对太阳电池的等离子体后处理，在悬浮熔炼Fz单晶硅衬底(1～2Ω·m，200m，(100)取向)上制备的(p)a-Si:H/(n)c-Si和(n)a-Si:H/(p)c-Si异质结太阳电池的转换效率达到了19.8%和18.5%。结语未来硅基异质结可能还会有新的进展，关键的突破可能来源于薄膜材料——非晶硅材料可以用其他材料代替，但关键是要求成本要低，可能用到更低成本的薄膜工艺如印刷工艺，比如通过硅和钙钛矿薄膜材料研制新型异质结结构，以及相应的HBC新型电池等，创新空间非常大。相信国内主要厂家将很快掌握背接触和异质结的工艺，且随着N型硅材料成本的下降，国内硅基太阳能电池行业也将进入25%的高效率电池时代。参考文献[1]FonashSJ.SolarCellDevicePhysics[M].USA：Elsevier，2021．[2]SZES.M.PhysicsOfSemiconductorDevices[M].USA：JohnWiley，2021．[3]徐耀敏.高转换效率太阳能电池仿真设计[D].武汉：武汉理工大学,2021.[4]刘恩科，朱秉生，罗晋生.半导体物理学[M].第六版北京：电子工业出版社，2021:325-343.[5]孟庆巨,刘海波,孟庆辉，半导体器件物理[M].北京：科学出版社，2021.[6]滨川圭弘编著，张红梅，崔晓华译.太阳能光伏电池及其应用[M].北京：科学出版社，2021:79-87.[7]施敏.半导体器件物理[M].北京:北京电子工业出版,1986:56-98.[8]JiYounLee.Rapidthermalprocessingofsiliconsolarcells-passivationanddiffusion[M].InstituteofSolarEnergy(ISE),2021:25-26.[9]GubanovAIetal.Zh.Tekh.Fiz.,1951,21:304.[10]TanakaMetal.JapaneseJournalofAppliedPhysics,1992,31:3518.[11]江泽民.上海交通大学学报,2021,43(3):0345[JiangZM.JournalofShanghaiJiaotongUniversity,2021,43(3):0345(inChinese)].[12]ChapinDMetal.JapaneseJournalofAppliedPhysics,1954,21:676.[13]GreenM.PhysicaE:Low-dimensionalSystemsandNano-structures,2021,14:65.[14]GreenMA.RecentDevelopmentsandFutureProspectsforThirdGenerationandOtherAdvancedCells.In:ConferenceRecordofthe2021IEEE4thWorldConferenceonPhotovol-taicEnergyConversion,Hawaii,2021.15.[15]http:///wiki/SolarRadiation.[16]SzeS.M.PhysicsofSemiconductorDevices,SecondEdi-tion.NewYork:JohnWiley&Sons,1981.122.[17]KrollU,BucherC,BenagliS,etal.High-efficiencyp-i-na-Si:Hsolarcellswithlowboroncross-contaminationpreparedinalarge-areasingle-chamberPECVDreactor[J].ThinSolidFilms,2021.(451-452):525－530.[18]RathJK,LiuYC,BrinzaM,etal.RecentadvancesinveryhighfrequencyplasmaenhancedCVDprocessforthefabricationofthinfilmsiliconsolarcells[J].ThinSolidFilms,2021,517(17):4758－4761.[19]TsunomuraY,YoushimineY,TaguchiM,etal.Twenty-twopercentefficiencyHITsolarcell[J].SolarEnergyMaterialsandSolarCells,2021,93(6-7):670－673.[20]KoidaT,FujiwaraH,KondoM.High-mobilityhydrogen-dopedIn2O3transparentconductiveoxidefora-Si:H/c-Siheterojunctionsolarcells[J].SolarEnergyMaterialsandSolarCells,2021,93(6-7):851－854.[21]KupichM,GrunskyD,KumarP,etal.Preparationofmicrocrys-tallinesiliconnipsolarcellsandamorphous-microcrystallinenipniptandemsolarcellsentirelybyhot-wireCVD[J].ThinSolidFilms,2021,501(1-2):268－271.[22]VukadinovicM,KrcJ,BreclK.ModellingandsimulationofoptoelectronicdeviceswithASPIN[A].EUROCON2021[C],2021,1:474－477.[11]WangQ,PageMR,IwaniczkoE,etal.Efficientheterojunctionsolarcellsonp-typecrystalsiliconwafers[J].AppliedPhysicsLetters,2021,96(1):013507-1－013507-1.[23]WuBR,WuDS,WanMS,etal.Fabricationofnc-Si/c-Sisolarcellsusinghot-wirechemicalvapordepositionandlaserannealing[J].SolarEnergyMaterialsandSolarCells,2021,93(6-7):993－995.[24]BanerjeeC,HagaK,MiyajimaS,etal.Fabricationofµc-3C-SiC/c-Siheterojunctionsolar