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前表面光捕获结构对PERC太阳能电池的影响

DOI：10.1007/s42452-020-2608-4 期刊：SN Applied Sciences 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 前表面纹理结构形状和减反射涂层的特性对太阳能电池性能具有重要影响。本文基于Silvaco软件框架和标准金字塔纹理单晶硅PERC太阳能电池的基本参数，建立了最小单元电池结构的仿真模型并完成验证，探讨了前表面陷光结构对电池性能的影响。研究发现，微凹金字塔状纹理能增强短波响应，使电池短路电流密度提升0.3 mA/cm2（增幅0.80%）。此外，通过合理控制减反射涂层制备工艺，可形成梯度折射率SiOxNy/Si3N4双层减反射涂层（DLARC），显著降低短波反射率，使电池短路电流密度增加0.32 mA/cm2（增幅0.86%）。最终优化的微凹金字塔状纹理与SiOxNy/Si3N4 DLARC分别使PERC太阳能电池光电转换效率提升0.18%和0.20%。
作者： Jicheng Zhou，Yong Tan，Wenfeng Liu，Xianwu Cai，Hailong Huang，Yujin Cao
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究前表面光捕获结构对PERC太阳能电池性能的影响，重点关注纹理形状和减反射涂层对电池效率的作用。

研究成果

研究表明，略带凹陷的金字塔状纹理结构与SiOxNy/Si3N4双层减反射涂层能显著提升PERC太阳能电池的光捕获能力和转换效率。优化后的纹理结构使短路电流密度提升0.30 mA/cm2、效率提高0.18%，而双层涂层则分别带来0.32 mA/cm2的电流密度增益和0.20%的效率提升。

研究不足

该研究忽略了表面复合损失，并假设了一个理想的硅表面，这可能无法完全代表现实条件。此外，模拟结果略微低估了短路电流密度，同时高估了填充因子。

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