polySi/SiOx 钝化接触中的吸杂技术使硅基叠层太阳能电池具备高热稳定性与抗污染能力
应用物理
2021-11-05 v1
摘要
若使用晶体硅(c-Si)作为底电池,叠层构型的多结太阳能电池可进一步降低电力成本。然而,为了在 c-Si 上直接单片集成,由于外延或高温限制,仅有少数顶电池与底电池架构兼容,其中子电池之间的界面面临透射率、电互连与底电池退化之间的权衡。使用 polySi/SiOx 钝化接触用于硅,通过调节 polySi/SiOx 叠层以促进在顶电池合成过程中进入硅底电池的污染物的吸杂,可很大程度上避免这种退化。将此概念应用于在 550 {\deg}C 以上恶劣 S 或 Se 气氛下制造的低成本顶电池硫族化合物 Cu2ZnSnS4 (CZTS)、CuGaSe2 (CGSe) 和 AgInGaSe2 (AIGSe),我们表明将重掺杂 polySi 层厚度从 40 nm 增加至 400 nm 可防止硅载流子寿命降低一个数量级,最终寿命在高达 20 cm2 的区域内均匀保持在 500 us 以上。在所有情况下,这种增强的抗污染能力均与 c-Si 体内污染物浓度降低 99.9% 相关,这由厚 polySi 层提供,其在叠层结构中作为埋藏吸杂层而不损害硅钝化质量。硅的抗污染能力按 AIGSe > CGSe > CZTS 递减,这与测得的 Cu 污染分布和更高的退火温度一致。CZTS/Si 叠层实现了高达 7% 的效率,其中硅底电池不再是限制因素。
引用
@article{arxiv.2111.02980,
title = {Gettering in polySi/SiOx passivating contacts enables Si-based tandem solar cells with high thermal and contamination resilience},
author = {Alireza Assar and Filipe Martinho and Jes Larsen and Nishant Saini and Denver Shearer and Marcos V. Moro and Fredrik Stulen and Sigbjørn Grini and Sara Engberg and Eugen Stamate and Jørgen Schou and Lasse Vines and Stela Canulescu and Charlotte Platzer-Björkman and Ole Hansen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.02980},
year = {2021}
}
备注
31 pages, 13 figures