高效HIT太陽(yáng)能光伏電池技術(shù)調研(二)

HIT太陽(yáng)能光伏電池的伏安曲線(xiàn)分析

HIT太陽(yáng)能光伏電池里p/n異質(zhì)結中所發(fā)現的正向電流特性(0.4V附近)的變化是由于a-Si頂層膜中存在的高密度間隙態(tài)，引起異質(zhì)結部耗盡層的再復合而造成的。對此，在頂層和結晶Si之間插入高質(zhì)量a-Si膜(i型a-Si膜)，通過(guò)頂層內的電場(chǎng)來(lái)抑制復合電流，這就是HIT構造。通過(guò)導入約5nm左右的薄膜i型a-Si層，可看到反向的飽和電流密度降低了約2個(gè)數量級。亦即通過(guò)導入i型a-Si層，能夠大幅度提高Voc,見(jiàn)下圖.

圖三暗狀態(tài)時(shí)的I-V特性比較

化學(xué)鈍化和HIT太陽(yáng)能光伏電池構造的壽命關(guān)系

采用μ-PCD法測定HIT太陽(yáng)能光伏電池的少子壽命。μ-PCD法得到的壽命值雖然同時(shí)反映了體復合速度和表面復合速度兩方面，但由于是在同一批(LOT)里抽出相鄰的芯片，所以可認為體(BULK)的影響基本相同，所不同的是表面的差異。根據下圖可以發(fā)現，HIT構造的鈍化性能要比化學(xué)鈍化(CP法)更優(yōu)異。

圖四化學(xué)鈍化

HIT太陽(yáng)能光伏電池的Voc和壽命之間的依存性

發(fā)現通過(guò)形成低損傷的a-Si膜和提高表面的清凈度等可以提高壽命和Voc，Voc和壽命之間是一種正的線(xiàn)性關(guān)系。即HIT構造中的a-Si鈍化性能的好壞和HIT太陽(yáng)電池的Voc大小相關(guān)。所以，通過(guò)提高a-Si的鈍化性能以提高壽命的方法可以認為對提高HIT太陽(yáng)電池的輸出電壓是有效的。

圖五Voc和載流子壽命(us)的關(guān)系

HIT太陽(yáng)能光伏電池單晶體硅的表面清潔度更高，同時(shí)抑制了非晶硅層形成時(shí)對單晶體硅表面產(chǎn)生的損傷。通過(guò)這些改良，這種電池的電能輸出功率損失下降，開(kāi)路電壓得到了提高。

HIT太陽(yáng)能光伏電池優(yōu)異的溫度特性

HIT太陽(yáng)能光伏電池Voc越高輸出特性的溫度依存性越小。也就是說(shuō)，HIT太陽(yáng)能光伏電池的高效率化技術(shù)中的這種鈍化技術(shù)的開(kāi)發(fā)(即高Voc化)帶來(lái)了溫度特性的提高。由于新電池在溫度上升時(shí)發(fā)電量的損失降低，預計它的年發(fā)電量將比傳統晶硅太陽(yáng)能電池提升44%。

圖六HIT太陽(yáng)能光伏電池溫度系數的Voc依存性