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基于高雾度BZO前电极的高效率非晶硅/纳米硅叠层电池的制备
发布时间:2013-07-30    编辑:haoshiguang   
本文摘要:   
 
  彭长涛*[1],张津岩[1],胡安红[1],曲铭浩[1],何嵩[1],郁操[1,2],徐希翔[1]
 
  (1、铂阳装备集团公司研发中心,610200;2、汉能创昱科技有限公司,102209)
 
  陷光效应可有效提升薄膜光伏太阳能电池的效率并能降低光吸收层的厚度,从而降低电池的生产成本。目前,具有陷光效应的前电极在薄膜光伏太阳能电池中得到广泛应用。低压化学气相沉积法(LPCVD)生长的掺硼氧化锌(BZO)是一种可大规模工业化生产的高雾度透明导电膜,很适合应用于薄膜光伏太阳能电池的前电极或背电极。然而当BZO用作非晶硅/纳米硅叠层电池的前电极时,由于BZO膜表面是金字塔结构,有众多V型沟槽,在BZO表面沉积非晶硅/纳米硅叠层电池时,容易在纳米硅本征层中产生微裂痕,从而造成电池的开路电压和填充因子降低,影响电池的效率。
 
  本文利用自行设计制造的LPCVD设备和自行开发的BZO生长工艺,制备BZO膜导电玻璃,并用自行研发的工艺在其之上制备非晶硅/纳米硅叠层电池,同时也用性能优良的FTO超白导电玻璃上制备非晶硅/纳米硅叠层电池,并对两者进行比较。实验发现:在工业化生产可接受的条件下,自主开发BZO前电极电池的QE总电流密度可比FTO前电极电池高出约1mA/cm2左右,相应电池的短路电流BZO前电极电池也是有显著提高。本文还通过自行研发的工艺技术,成功解决BZO前电极+非晶硅/纳米硅叠层+银背电极结构电池的开路电压和填充因子偏低的问题,使其效率较相近工艺的FTO前电极非晶硅/纳米硅叠层电池略有提升,目前电池初始效率达到11.5%(在工业化生产可接受的纳米硅本征层厚度条件下),达到国际先进水平。由于自行开发的BZO导电玻璃的生产成本比FTO导电玻璃要低得多,且BZO较FTO有更好的陷光效应,从而在提升非晶硅/纳米硅叠层电池效率和降低其生产成本的潜力上有优势,所以上述成果对推进非晶硅/纳米硅叠层太阳能电池的发展有积极意义。
 
  关键词:硅基薄膜电池,纳米硅,掺硼氧化锌,陷光,LPCVD
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