SE原理与工艺.ppt

* SE Si Solar Cell 原理与长处 SE Si Solar Cell Solar cells are in fact large area semiconductor diodes. Due to photovoltaic effect energy of light (energy of photons) converts into electrical current. At p-n junction, an electric field is built up which leads to the separation of the charge carriers (electrons and holes). At incidence of photon stream onto semiconductor material the electrons are released, if the energy of photons is sufficient. Contact to a solar cell is realised due to metal contacts. If the circuit is closed, meaning an electrical load is connected, then direct current flows. Solar Cell Equation The equation describing the I-V characteristics of an ideal solar cell is Where IL is the light generated current, I0 is the dark saturation current, q is the electronic charge, k is Boltzmann’s constant and T is the temperature in Kelvin. n is the ideality factor of the cell and is usually not constant throughout the I-V curve 实际的太阳电池等效电路 Rs Iph ID Rsh Ish V R I SE Si Solar Cell 1 SE（选择发射极）是什么？ 选择性发射极就是在发射极电极之下的硅表面上，制作一个高掺杂浓度的区域，金属电极制作在高浓度区域上，其他区域为低浓度区域，用这种结构制作的硅太阳电池就是选择性发射极电池。 SE Si Solar Cell 2 为什么要SE？ 太阳电池有几个重要参数，Voc；Isc；FF；Eff。这几个参数都与PN结的表面与体内特性有关。这些表面与体内特性分别为：PN结的完整性；少数载流子寿命；表面复合速率；表面杂质浓度；氮化硅的钝化效果及抗反射效果；绒面的完美程度等等。 SE Si Solar Cell 例如：Voc主要与体寿命和表面复合有关，寿命越长，表面复合越低，则Voc越高。 高掺杂区域在金属和硅衬底之间形成了一个缓冲层， 与直接接触在低掺杂区相比，接触部分的表面复合降低了很多，有利于提高Voc。 由于高浓度区的存在，金属与硅之间的接触电阻会有所下降，从而提高了FF。 SE Si Solar Cell 3 SE是一种古老的结构 对高效（效率≥20%）的硅太阳电池来说，SE是从1980年代起一直采用的结构。 我们选用SE，就是利用它的优点，用低成本的方法制作大批量的电池，从而提高电池效率。 实验室的SE电池都是用光刻制作的，成本很高，用丝网印刷的工艺实现SE结构，可以用较低的成本得到较高的效率。 SE Si Solar Cell 24.7% 效率的 PERL (钝化发射极，背面点扩散) 电池结构. 在金属接触区的两次扩散可减少接触区的复合 发射极接触区可用两次 n- 型扩散来钝化.这种结构可使发射结采取最佳的杂质分布。 PERL 电池中发射极两次扩散的磷杂质分布。 SE Si Solar Cell SE Si Solar Cell SE Si Solar Cell 从IQE可以看出，SE电池的蓝光响应比普通电池要好。这是因为低掺杂区域表面复合很小，没有死层，短波长的光就可以顺利吸收并转化为电能。 SE Si Solar Cell 典型SE电池的性能： 批 Isc(A) Voc(V) FF(%) Eff(%) τ(us) 35 5.182 0.62 78.95 17.04 34～48 36-1