在生活中,你可能接觸過各種各樣的電子產品,那么你可能并不知道它的一些組成部分,比如它可能含有的TOPCon鈍化,那么接下來讓小編帶領大家一起學習TOPCon鈍化。
晶硅太陽電池的兩個發(fā)展方向分別是降低成本和提升效率。光伏行業(yè)競爭激烈,繼續(xù)降低成本十分困難,但提升效率仍有較大空間。復合損失是影響電池效率的關鍵因素。對于鋁背場(Al-BSF)傳統(tǒng)電池結構和主流的PERC電池來說,電池背面金屬/半導體界面缺陷密度較高,界面復合是造成效率損失的重要原因。為了降低界面復合損失,接觸面積需要進一步減少。然而,接觸面積占總電池面積的比例有一個下限,否則會造成接觸電阻過大,導致填充因子(FF)降低,電池轉換效率下降。另一個方式則是利用結對載流子的選擇通過特性(有效提高一種載流子的輸運,同時阻礙另一種載流子的通過),可大幅減少金屬/半導體界面的復合。
TOPCon是一種基于選擇性載流子原理的隧穿氧化層鈍化接觸(Tunnel Oxide Passivated Contact)太陽能電池技術,其電池結構為N型硅襯底電池,在電池背面制備一層超薄氧化硅,然后再沉積一層摻雜硅薄層,二者共同形成了鈍化接觸結構,有效降低表面復合和金屬接觸復合,為N-PERT電池轉換效率進一步提升提供了更大的空間。
這種鈍化接觸在兩個方面上優(yōu)異于其他傳統(tǒng)電池結構:(1)金屬/半導體界面的復合通過晶硅和金屬接觸之間的鈍化層而減少;(2)多子可以由隧穿效應移動到金屬接觸,但少子因為載流子選擇性不能從晶硅移動到金屬接觸。這種鈍化接觸可用本征非晶硅或者超薄氧化硅作為鈍化層。基于非晶硅的鈍化接觸便是異質結電池結構或者HIT;基于SiO2的鈍化接觸和多晶硅的疊加結構便是TOPCon技術。因為異質結結構目前工藝過程中有溫度限制,所以poly-Si/SiOx代替了非晶硅吸引到了眾多研究者和企業(yè)的關注。
TOPCon正面與常規(guī)N型太陽能電池或N-PERT太陽能電池沒有本質區(qū)別,電池核心技術是背面鈍化接觸,硅片背面由一層超薄氧化硅(1~2nm)與一層磷摻雜的微晶非晶混合Si薄膜組成。鈍化性能通過退火過程進行激活,Si薄膜在該退火過程中結晶性發(fā)生變化,由微晶非晶混合相轉變?yōu)槎嗑?。?50°C的退火溫度下退火,iVoc > 710 mV, J0在9-13 fA/cm2,顯示了鈍化接觸結構優(yōu)異的鈍化性能,所制備的電池效率超過23%。目前N型前結鈍化接觸太陽能電池世界紀錄(25.8%)由Fraunhofer-ISE研究所保持。
在電池背面制備一層超薄的隧穿氧化層和一層高摻雜的多晶硅薄層,二者共同形成了鈍化接觸結構,該結構為硅片的背面提供了良好的表面鈍化,超薄氧化層可以使多子電子隧穿進入多晶硅層同時阻擋少子空穴復合,進而電子在多晶硅層橫向傳輸被金屬收集,從而極大地降低了金屬接觸復合電流,提升了電池的開路電壓和短路電流。
相信通過閱讀上面的內容,大家對TOPCon鈍化有了初步的了解,同時也希望大家在學習過程中,做好總結,這樣才能不斷提升自己的設計水平。