作者: Kenji Tsuda, Asia
Contributing Editor,
光伏国际| 2009-12-07|分类: |
有限公司(Sanyo Electric,东京)成功制作出具有实用尺寸(100
cm2甚至更大)的超薄,而且接近三洋在今年5月份报道的23%的{zg}纪录。该公司{zx1}一代的太阳能电池厚度只有98
µm,不到该公司{zg}效率电池厚度的一半,而且其转换效率也高达22.8%。
制造商一直致力于使用更薄的硅晶圆,这样可以降低单晶硅(c-Si)太阳能电池的成本,而且可以与薄膜电池技术联系在一起。除更加便宜之外,薄的太阳能电池重量更轻也更柔软。然而,降低晶圆厚度也会降低光吸收,从而降低转换效率。
三洋的HIT(使用本征薄层的异质结)太阳能电池将单晶硅衬底和非晶硅(a-Si)薄膜结合在一起。在他们{zx1}的薄层电池研究中,通过提高硅晶圆的光捕获效应来解决效率损耗的问题。研究人员通过优化硅的表面织构,可以降低透明导电氧化层(TCO)和a-Si层的光学吸收损耗。这使得98
µm 厚HIT电池的短路电流(ISC)可以由37.3 mA/cm2(电池厚度为85
µm时的值)提高到38.8 mA/cm2。
HIT结构的一个优点是提高了pin结的光学能带间隙宽度,从而提高了开路电压(VOC)。P型a-Si的带隙比n型c-Si的能量带隙要宽,从而使得VOC更高。使用三洋的新技术,研究人员已经将这一电压值由0.729
V进一步提高到了0.743 V,根据三洋研发中心太阳能研究分部主任Eiji
Maruyama的说法,这一改进主要是通过减少a-Si与c-Si层间界面处的缺陷获得的。他说,如果界面位置存在较高密度的缺陷,由于带隙钉扎效应能量带隙将被压缩。a-Si层界面位置处悬挂键密度的降低可以提高VOC值。
硅表面织构主要是金字塔型织构,优化的一个关键步骤是控制金字塔结构的倾角大小。太阳光在硅中移动的距离越长,吸收的光就越多,也就对应着更高的效率。该公司抑制了p型、i型a-Si的光吸收率,而增强n型c-Si的光吸收率。结果是,在约400-450
nm的短波范围里,转换效率得到了提升。
为提高约1000
nm的长波范围内的效率,三洋开发了一种新材料来提高电极薄膜的透光率。尽管Maruyama不愿透漏这一材料的具体组成,但据他介绍,其关键因素是提高多晶电极的结晶颗粒尺寸并增强电极中的迁移。