光學損失和電學損失中的歐姆接觸損失非常容易理解,而光生載流子復合損失是什么呢?光生載流子的復合主要是由于高濃度的擴散層在電池前表面引入大量的復合中心,此外,當少數(shù)載流子的擴散長度與硅片的厚度相當或超過硅片厚度時,電池背表面的復合速度對太陽能電池特性的影響也很明顯。
晶體硅太陽電池的轉換效率損失
提高晶體硅太陽電池光電轉換效率的方法
以減少各種損失為改善思路,提高晶硅太陽能電池轉換效率主要有如下方法:
1、制作光陷阱結構。硅表面的光反射損失在損失比例中占了相當大的比重。為了降低光反射損失,通常會采用化學腐蝕法在電池表面制作絨面結構,可將電池表面的反射率降低到10%以下。目前較為先進的制絨技術是反應等離子蝕刻技術(RIE)。
另外,也可通過光刻的手段制作倒置金字塔陷光結構,雖然此方法能更有效的地降低光反射率,但成本比化學腐蝕制絨法高,因此不適合在生產上大規(guī)模使用。
倒置金字塔陷光結構
2、制作減反射膜。在晶體硅表面制作一層具有一定折射率的膜,可以使入射光產生的各級反射相互間進行干涉甚至完全抵消。減反射膜不但可進一步減少光反射損失,還能提高電池的電流密度并起到保護電池、提高電池穩(wěn)定性的作用。目前,一般采用TiO2、SiO2、SnO2、ZnS、MgF2等材料在晶體硅太陽電池表面制作單層或雙層減反射膜。
3、制作鈍化層。通過制作鈍化層,可阻止載流子在一些高復合區(qū)域(如電池表面、電池表面與金屬電極的接觸處)的復合行為,從而提高電池的轉換效率。一般會采用熱氧鈍化、原子氫鈍化,或利用磷、硼或鋁在電池的表面進行擴散鈍化。
熱氧鈍化是在電池的正面和背面形成氧化硅膜,可以有效地阻止載流子在表面處的復合;原子氫鈍化是因為硅的表面有大量的懸掛鍵,這些懸掛鍵是載流子的有效復合中心,而原子氫可以中和懸掛鍵,所以減弱了復合。