晶体硅太阳电池背面钝化

13.12
不同钝化法少子寿命测试结果（μs，5片平均 值）
太阳能系统研究所
Institute for Solar Energy Systems
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不同钝化法少子寿命测试结果 （单片）
2020/6/15
ALD-Al2O3钝化工艺流程及少子寿命测试样品结构示意图
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2020/6/15
2、晶体硅太阳电池背面钝化方法介绍
SiNx：H 沉积温度低（≤450 ℃ ），良好的体和表面钝化效果，沉积速率高适 合工业化生产。
a-Si：H
沉积温度低（200～250 ℃ ）良好的钝化及陷光效果，可用于制备高 效电池，如Sanyo公司的HIT电池。
采用a-Si钝化，Sanyo公司得到转换效率为22.3%的HIT太阳电池，厚度可降到70 μm
τeff—测量到的有效少子寿命； τb—硅片体寿命； W—硅片厚度； Seff—表面复合速率； Dn—电子扩散常数。
通过上式，计算得到在ALD-Al2O3钝化层前， 硅片的背面复合速率为2.34×103㎝/s， ALD-Al2O3钝化层（100nm）后背面复合速率降低为 3.09×102㎝/s，背面复合速率降低一个数量级。
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2020/6/15
叠层钝化 SiNx/SiO2，SiNx/a-Si，SiO2/Al2O3等，钝化性能良好，也常用于制备 高效电池。
ISFH&TU/e Al2O3/SiOx背面钝化电池 效率20.4%
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第十一届中国光伏大会
晶体硅太阳电池背面钝化研究
中山大学太阳能系统研究所 报告人：朱彦斌 2010.11.19
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2020/6/15
主要内容
研究背景 晶体硅太阳电池背面钝化方法介绍 实验及结果分析 结论及展望
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2020/6/15
热氧化SiO2 钝化性能高，常用于制备高效电池，如UNSW的PERC、PERL电池。
UNSW 转换效率为24.7%的PERL太阳电池
原子层沉积（ALD）Al2O3
沉积温度低 （200～400 ℃ ）；薄膜厚度易控制，精确度高；钝化性能 良好；可满足工业化生产（3000片/h）。
实验结果分析
1.钝化后少子寿命增加，背面复合速率降低： 化学钝化作用：
钝化层中原子态的氢饱和硅片表面悬挂键，从而起到化学钝化作 用，包括SiNx钝化层和ALD-Al2O3钝化层。
2)内表面背反射性能 当硅片厚度降低到200μm以下时，长波长的光吸收减少，需要电池有良好的 背反射性能。
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2020/6/15
背面复合速率对电池性能的影响
Armin G.Aberle. Surface passivation of crystalline silicon solar cells: A review. Prog.Photovolt:Res.Appl,2000;8:473-487.
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ALD 100nm Al2O3前后少子寿命测试结果
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2020/6/15
SiNx背面钝化前后背反射率测试结果
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少子寿命测试样品结构示意图
背面没有钝化处理
背面SiNx钝化
背面SiO2钝化
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Institute for Solar Energy来自百度文库Systems
背面SiNx/SiO2钝化
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16
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12
10
8
6
4.36
4
2
0
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怎样降低背面复合速率，提高背反射率？
背面钝化是一个很好的途径
钝化层
作为背反射器，增加长波光的吸收；
介于硅基体和铝背场间，可以有效地减少电池片的翘曲；
原子态的氢饱和基体表面悬挂键 大量的固定电荷的场钝化效应
降低背面复合
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2020/6/15
背反射率对电池性能的影响
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Technische Universiteit Eindhoven TU/e -5-
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Fraunhofer ISE a-Si/SiOx背面钝化电池 效率21.7%
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3.实验及结果分析
SiNx、SiO2及SiO2/SiNx背面钝化工艺流程
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2020/6/15
少子寿命测试结果（μs，6片平均值）
ALD不同厚度Al2O3前后及退火前后少子寿命测试结果
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2020/6/15
利用Glunz等人提出的俄歇复合模型， 背面复合速率可由如下公式计算获得：
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2020/6/15
1、研究背景
➢硅片厚度不断降低 近来，为了降低太阳电池的成本，硅片的厚度不断降低，从最初的 350μm到270、240、220、180μm，将来甚至会向更薄方向发展。
带来的影响 1）背面复合 随着硅片厚度的减薄，少数载流子的扩散长度可能接近或大于硅片的厚度，部 分少数载流子将扩散到电池背面而产生复合，这将对电池效率产生重要影响。