晶体硅太阳能电池透明钝化接触的优化

摘要： 研究并优化了一种用于晶体硅(c-Si)太阳能电池的高透明前接触层系统。该接触系统由湿化学法生长的硅隧道氧化层、通过热丝化学气相沉积(HWCVD)制备的氢化微晶碳化硅[SiO2/μc-SiC:H(n)]以及溅射沉积的掺铟氧化锡组成。由于仅采用极高带隙材料，该系统比现有非晶(a-Si:H)或多晶硅接触层具有更优异的太阳光透过性。通过研究μc-SiC:H(n)的电导率及热丝灯丝温度对接触性能的影响，发现通过提高掺杂浓度和晶粒尺寸，μc-SiC:H(n)电导率可提升12个数量级至最大值0.9 S/cm。这种电导率优化显著降低了接触电阻率。将该SiO2/μc-SiC:H(n)透明钝化前接触层应用于具有a-Si:H/c-Si异质结背接触的晶体硅太阳能电池后，实现了21.6%的最高转换效率和39.6 mA/cm2的短路电流密度。与采用a-Si:H/c-Si异质结前接触的参考电池相比，所有器件在短波区域均表现出更优异的量子效率。此外，这些透明钝化接触层无需任何后处理工艺（如成膜气体退火或高温再结晶）。