沈文忠 -变革中的光伏产业链 硅基异质结太阳电池的机遇与挑战.pdfVIP

变革中的光伏产业链—— 硅基异质结太阳电池的机遇与挑战 沈文忠 上海交通大学太阳能研究所 Tel: +86-21 E-mail: wzshen@sjtu.edu.cn 提 纲 ①晶硅太阳电池技术变化趋势——钝化接触技术 ②TOPCon、异质结太阳电池产业化现状 ③异质结太阳电池是迈向更高电池效率的基石 ④异质结技术使晶硅太阳电池薄片化成为可能 ①晶硅太阳电池技术变化趋势——钝化接触技术 晶硅太阳电池产业化技术变化趋势 Tandem ~30% 载流子的选择性传输是太阳电池高效化的必然选择 ++ 方案 ：在硅端面通过重掺杂（ ）形成局部电场，把空穴反向扫回晶体硅体内的同时加速 1 n 电子向电极的传导，Al-BSF和PERC都属于这种类型，无法避免俄歇复合（与掺杂相关）、 SRH 复合和自由载流子复合损失。 2 Ca Mg / LiF /Al 方案 ：利用低功函数金属（如 、 等）、介电层金属复合电极（典型的如 x ）， 或者介质材料内部不同极性的固定电荷来诱导形成界面局部电场，但这种电场强度较弱无法 有效阻挡空穴，导致 较高，因此该技术较少单独使用。J oc 3 方案 ：通过选用能带结构匹配型功能材料，在界面直接形成对空穴的较高势垒和对电子的 较小甚至零势垒，可以同步保证 和 最小化，形成最佳的电子选择性传输。 、 J ρ TOPCon HJT oc c Silicon Heterojunction Solar Cells for Efficiency over 25% 物理学进展39, 1-22 (2019) Wenzhong Shen and Zhengping Li, Physicsanddevicesofsiliconheterojunctionsolar cells, Scientific Press, 2014, Beijing, ISBN: 978-7-03-041514-1. 科学出版社， 年度国家科学技术学术著作出版基金资助 2014 ②TOPCon、异质结太阳电池产业化现状 Fraunhofer ISE提出隧穿氧化钝化接触 (Tunnel Oxide Passivated Contacts, TOPCon) 概念 使用磷掺杂的硅薄膜实现电子选择性接触， 并在其与晶体硅之间引入超薄(2nm)SiOx ， 很好地钝化硅表面且允许电子的隧穿，形成 了电子选择性钝化接触。 以 型 单晶硅为衬底，正面以成熟常规工 n FZ 艺制备钝化发射极，背面使用TOPCon结构 2 ，在 2 电池上获得了 的 (J =7fA/cm ) 4cm 24.4% 0 Solar Energy Materials Solar Cells 131, 46 (2014) 效率。 / 通过优化正面发射极（如减小金属 硅接触面积），逐 步将电池效率提高到25.1% 和25.7% ( V =724.9mV, OC 2 J =42.5mA/cm , FF=83.3%) 。 31st EUPVSEC, Hamburg 2015 SC