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采用快速热退火（RTA）制备的原位磷掺杂多晶硅及其在多晶硅钝化接触太阳能电池中的应用
摘要： 快速热退火（RTA）用于使等离子体增强化学气相沉积（PECVD）制备的氢化非晶硅（a-Si:H）薄膜晶化，从而在隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）太阳能电池中形成磷掺杂多晶硅钝化接触。研究考察了退火温度、退火时间、冷却时间及多晶硅厚度对表面钝化效果的影响。RTA的主要优势是将整体晶化周期缩短至约15分钟，显著短于传统管式炉退火的60分钟以上时长。研究发现当a-Si:H厚度小于40纳米时，RTA是制备高质量多晶硅钝化接触的稳健方法且不会产生起泡缺陷。优化后的RTA工艺在退火态下可实现712 mV的隐含开路电压（iVoc）和12.5 fA/cm2的单面暗饱和电流密度（J0,s），但略逊于管式炉退火制备的对照样品表面钝化效果。经后续Al2O3盖层氢化处理后，iVoc和J0,s分别提升至727 mV和4.7 fA/cm2。最终实现23.04%的最佳转换效率（Voc=679.0 mV，Jsc=41.97 mA/cm2，FF=80.86%），证实了RTA在制备高效多晶硅钝化接触太阳能电池中的有效性。
关键词： 快速热退火（RTA）、多晶硅钝化接触、晶体硅、太阳能电池、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）
更新于2025-09-23 15:19:57
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溅射氧化铟锡作为复合层形成于隧穿氧化层/多晶硅钝化接触之上，为高效单片钙钛矿/硅叠层太阳能电池的实现提供了可能
摘要： 我们专注于采用溅射氧化铟锡（ITO）作为复合层，该层对具有正面隧穿氧化电子接触钝化的n型硅太阳能电池结损伤极低，从而能够开发高效单片钙钛矿/硅叠层器件。通过在完整Cz法制备的n型硅电池正面薄SiOx/n+多晶硅接触层上（该电池背面为随机金字塔纹理表面，设有Al2O3/SiNx钝化硼扩散p+发射极），采用低温直流磁控溅射技术在室温下沉积高透明低电阻率的ITO薄膜。我们报告了ITO溅射前后的电池特性，发现250°C空气退火对消除溅射损伤极为有效。镀ITO样品的开路电压隐含值（iVoc）达684.7±11.3 mV，总饱和电流密度49.2±14.8 fA/cm2，填充因子隐含值（iFF）81.9±0.8%，接触电阻率介于60-90 mΩ·cm2。当在后发射极形成局部银接触并将溅射ITO薄膜作为无栅线正面接触时，在模拟标准太阳光下获得20.2±0.5%的准效率（Voc 670.4±7 mV，准填充因子77.3±1.3%），根据外量子效率测量计算得出短路电流密度为30.9 mA/cm2。建模结果表明：采用ITO复合层连接钙钛矿顶电池与多晶硅底电池的钙钛矿/硅叠层结构，在标准太阳光下实现超过25%的效率具有实际可行性。
关键词： 串联太阳能电池，透明导电氧化物，多晶硅，钝化接触，钙钛矿，TOPCon（隧穿氧化层钝化接触）
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过TOPCon实现PERC太阳能电池渐进式升级的效率路线图：寄生吸收的影响
摘要： 通过薄界面氧化层和高掺杂多晶硅层（如TOPCon技术）形成的钝化接触，即将应用于太阳能电池的大规模生产。投资决策依赖于研发工作以确定最具前景的实施方案——即基于预测性能提升的可靠路线图。本文通过数值模拟系统量化了性能潜力，重点研究无主栅p型双面钝化发射极背接触（PERC）技术的渐进式升级方案。我们特别强调：不仅要考虑钝化接触的电学增益，还需评估前后表面光照时多晶硅层寄生吸收导致的光学损失。通过实验测试结构表征多晶硅中自由载流子吸收对电池光学性能的影响，从而验证光学模拟模型。在后表面全面引入TOPCon结构并使其与前表面栅线局部对齐，可使PERC效率绝对值提升约1%。最终器件的性能主要受限于p型c-Si基体与磷掺杂前发射极的损失。因此，这种渐进式TOPCon升级方案对于未来改进型p-PERC电池具有重要参考价值——可作为当前聚焦硼发射极n型TOPCon电池的替代方案。
关键词： 寄生吸收、Sentaurus TCAD、TOPCon、模拟、钝化接触、自由载流子吸收、路线图、Quokka3
更新于2025-09-16 10:30:52