世紀(jì)新能源網(wǎng)訊，在晶體硅太陽(yáng)能電池應(yīng)用中，有效的表面鈍化可以極大地降低光生載流子的復(fù)合速率，從而提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。與此同時(shí)，有效的電池限光結(jié)構(gòu)可以提高入射光在電池內(nèi)部的光程，提高電池對(duì)入射光的吸收率。通常的方法是晶體硅表面的絨面結(jié)構(gòu)，結(jié)合前表面的氮化硅減反層來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷鋁背場(chǎng)p-Si電池，在電池背表面采用鋁背場(chǎng)結(jié)構(gòu)(Al-BSF)，這種電池由于背表面點(diǎn)復(fù)合速率比較高，電池的效率較低。要進(jìn)一步提高電池效率，通常需要對(duì)p-Si電池背表面實(shí)現(xiàn)有效的鈍化，通常可以采用Al2O3作為鈍化層。這一額外的Al2O3鈍化層制作工藝增加了電池的工藝復(fù)雜度，不利于電池成本的縮減。

中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所萬(wàn)青課題組在晶體硅太陽(yáng)能電池表面減反及表面鈍化技術(shù)方面取得進(jìn)展。首先對(duì)單晶硅片進(jìn)行表面絨面制作，經(jīng)過(guò)清洗處理后，在絨面表面上沉積Al2O3薄膜，通過(guò)調(diào)整Al203薄膜的厚度可以調(diào)整電池表面的反射率。目前獲得的最佳平均反射率僅為2.8%，這一數(shù)值非常接近生產(chǎn)線上的氮化硅覆蓋的絨面結(jié)構(gòu)(STD SiNx)，其平均反射率為~2.9%。與此同時(shí)，采用Al2O3作為鈍化層，對(duì)p型晶體硅片(P-CZ-Si)進(jìn)行鈍化處理，并經(jīng)過(guò)一定溫度的鈍化激活，硅片的最佳有效少數(shù)載流子壽命由鈍化前的6μs提升到~3 ms，有效表面復(fù)合速率僅為6cm/s。對(duì)n型晶體硅片(P-CZ-Si)進(jìn)行鈍化處理，并經(jīng)過(guò)一定溫度的鈍化激活，硅片的最佳有效少數(shù)載流子壽命達(dá)到~5 ms，有效表面復(fù)合速率僅為4cm/s。研究結(jié)果表明，Al2O3薄膜兼具優(yōu)異的鈍化性能及優(yōu)異的減反性能，從而能夠在獲得優(yōu)異硅表面鈍化特性的條件下獲得優(yōu)異的電池減反特性，提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率，并有效降低電池的工藝成本，有極強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。該研究結(jié)果，為探索高效晶體硅電池提供了新的途徑。

該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(11104288)及寧波市自然科學(xué)基金(2011A610202)等項(xiàng)目的支持。

不同厚度Al2O3減反層沉積后的帶絨面單晶硅片照片及其反射率曲線

在經(jīng)過(guò)Al2O3鈍化處理后的p-Si的最佳少子壽命測(cè)試結(jié)果

在經(jīng)過(guò)Al2O3鈍化處理后的n-Si的最佳少子壽命測(cè)試結(jié)果