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    荷蘭研究發現新氧化硅納米涂層可提高異質結太陽能電池效率

    鉅大LARGE  |  點擊量:935次  |  2020年05月09日  

    日前,荷蘭Delft理工大學的一個研究小組宣布,他們使用高度透明的氫化納米晶氧化硅層,來改善硅異質結器件中觸點疊層的光電性能。據說該材料具有出色的導電性能和良好的光學性能,能夠提高晶體硅異質結太陽能電池的效率。


    Delft小組表示,這新氧化硅層為常用的接觸堆疊結構如氫化非晶硅((i)a-Si:H)提供了替代方案。后者的厚度有限,把它放置在電池向陽側時,會產生很大的能量損失。科學家們曾經嘗試加入更高劑量的物質來解決此類損耗,但他們發現,這會導致缺陷密度增加和載流子收集性能下降。


    荷蘭科學家聲稱,當他們將nc-Si:H層應用于載流子的選擇性接觸時,其在異質結硅電池接觸堆中的光電性能得以改善,從而改善了光電參數。


    研究人員在發表于《光伏新知》的論文《混合氫化納米晶體氧化硅層對高效率c-Si異質結太陽能電池所起的作用》中寫道:“該材料由嵌入非晶態基質中的小納米晶體組成,在生長方向上具有確定的各向異性。”物質的各向異性與物體的磁性有關,根據其生長方向不同而不同。


    N型具有更高的導電性


    Delft小組所生產的實驗室級太陽能電池測量值為7.84平方厘米,金屬覆蓋率為12.5%。研究人員說:“對于N型和P型層來說,當沉積過程中缺少二氧化碳時,可獲得高導電性的nc-Si:H層。”


    該小組觀察到,在實驗中,N型nc-SiOx:H層的導電性高于P型替代物。但是,科學家們聲稱,不管混合的種類是什么,混合的nc-SiOx:H層都具備了可調節光電特性,通常為定制選擇性傳輸、增強電池性能提供了必要的靈活性。


    改善填充系數


    研究人員補充說,通過在接觸疊層上使用界面處理,能夠改善電池的填充因子,從而將后結電池效率的65.6%提高到前結器件中的77.9%。


    “面積為3.92平方厘米的電池具有4.4%的金屬覆蓋率,其FF[填充因子]從77.9%提高到79.1%,從75.3%提高到78.6%,因此η從18.4%提高到21.8%,從18.3%提高到22%。通過優化前格柵、提升厚度,并使用更透明的導電氧化物,進一步改善了前結電池和后結電池的性能。”這樣,在前結和后結配置中分別實現了21.8%和22%的電池效率。


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