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双面叉指背接触（IBC）晶体硅太阳能电池内量子效率的研究

DOI：10.1109/JPHOTOV.2019.2937376 期刊：IEEE Journal of Photovoltaics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 本文利用内量子效率（IQE）成像系统研究了n型双面叉指背接触晶体硅太阳能电池的内量子效率特性。在电池结构中，发射极和背面场（BSF）区域上方分别观测到高、低IQE值。由于电遮蔽损耗，BSF汇流条上方的IQE值急剧下降。不同波长下的线扫描剖面图显示了IQE值的详细分布情况。IQE值不仅随发射极与BSF区域的差异而显著变化，还受背面结构（如电极宽度及发射极与BSF区域间距）影响。另一方面，通过提高背面光吸收率，950纳米以上的IQE光谱得到改善。组件封装后，短波长区域的IQE光谱显著降低。研究分别获取了电池正反两面的IQE特性，正反面光照下短路电流的差异主要源于BSF区域的光学遮蔽损耗与载流子复合损耗。要实现高电池效率，必须改善BSF区域的钝化特性并优化电极设计。
作者： Tomihisa Tachibana，Toshimitsu Mochizuki，Katsuhiko Shirasawa，Hidetaka Takato
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究n型双面叉指背接触晶体硅太阳能电池的内部量子效率（IQE）特性，以理解电池背面结构与量子效率之间的关系，旨在提高电池效率和双面率。

研究成果

调查发现，双面IBC晶体硅太阳能电池的IQE值会随背面结构（包括电极宽度和发射极与BSF区域间距）产生显著差异。研究表明，提升BSF区域的钝化性能并优化电极设计对实现高电池效率和双面率至关重要。正反面光照下短路电流的差异主要源于BSF区域的光学遮光损失和载流子复合损失。

研究不足

该研究强调，背表面场（BSF）汇流条区域上方的电遮蔽损耗是一个重大限制因素，会大幅降低内量子效率（IQE）值。BSF汇流条区域的设计面积约占整个背面的3.3%，这表明需要优化设计以抑制电遮蔽损耗和发射极电极处的载流子复合损耗。

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