晶體硅薄膜異質(zhì)結(jié)太陽能電池的研制與模擬.pdf

1、基于晶體硅上的薄膜異質(zhì)結(jié)太陽能電池作為一種新型的太陽能電，憑借其開發(fā)成本低廉、制作工藝相對容易等優(yōu)勢正漸漸的引起廣大科學(xué)家的關(guān)注，盡管目前各個實驗室所制備出的這種電池存在著轉(zhuǎn)換效率較低的問題，但是它的制備低能耗、低成本的優(yōu)勢，絕對能與現(xiàn)階段高成本、高能耗的單晶硅、多晶硅太陽能電池抗衡。在晶體硅襯底上沉積一層透明的半導(dǎo)體材料，這種工藝成本低、易實現(xiàn)、精度高。日本Sanyo公司已經(jīng)看到了基于晶體硅上的薄膜異質(zhì)結(jié)太陽能電池的優(yōu)勢，推出了HIT

2、電池現(xiàn)已經(jīng)將其產(chǎn)業(yè)化，效率已達到18％，為將來研究提供了良好的借鑒，是非常具有前景的電池。
　　本文在前人的基礎(chǔ)上，選用了n-ZnO/p-c-Si異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)作為電池的核心。ZnO材料具有良好的光電特性，而且對環(huán)境友好，制備原料成本低廉且純度高;其次，ZnO材料具有3.37eV的高禁帶寬度適合做為電池材料。論文首先對n-ZnO/p-c-Si異質(zhì)結(jié)進行了計算機模擬，模擬獲得的最高開路電壓Voc=588.8mV，電路電流Jsc=36.0

3、9mA/cm2，填充因子FF=65.98％，轉(zhuǎn)換效率Eff=14.02％;之后采用溶膠-凝膠法制備ZnO薄膜形成n-ZnO/p-c-Si異質(zhì)結(jié)太陽能電池，其開路電壓Voc=0.23V，短路電流Isc=0.9825mA，填充因子FF=36.1％，轉(zhuǎn)換效率Eff=0.225％，并且分析了電池轉(zhuǎn)換效率過低的原因。后續(xù)測量發(fā)現(xiàn)電池的效率等隨著時間的推移會逐漸降低，分析認為是銀電極氧化以及n-ZnO與p-c-Si界面之間生成了SiO2薄層導(dǎo)致電池