太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率受到光吸收、載流子輸運(yùn)、載流子收集的限制。對(duì)于單晶硅硅太陽(yáng)能電池,由于上光子帶隙的多余能量透射給下帶隙的光子,其轉(zhuǎn)換效率的理論最高值是28%。只有盡量減少損失才能開(kāi)發(fā)出效率足夠高的太陽(yáng)能電池。
影響晶體硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率的原因主要來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面,如圖1所示:
(1)光學(xué)損失,包括電池前表面反射損失、接觸柵線(xiàn)的陰影損失以及長(zhǎng)波段的非吸收損失。
(2)電學(xué)損失,它包括半導(dǎo)體表面及體內(nèi)的光生載流子復(fù)合、半導(dǎo)體和金屬柵線(xiàn)的接觸電阻,以及金屬和半導(dǎo)體的接觸電阻等的損失。這其中最關(guān)鍵的是降低光生載流子的復(fù)合,它直接影響太陽(yáng)能電池的開(kāi)路電壓。光生載流子的復(fù)合主要是由于高濃度的擴(kuò)散層在前表面引入大量的復(fù)合中心。此外,當(dāng)少數(shù)載流子的擴(kuò)散長(zhǎng)度與硅片的厚度相當(dāng)或超過(guò)硅片厚度時(shí),背表面的復(fù)合速度對(duì)太陽(yáng)能電池特性的影響也很明顯。
圖1: 普通太陽(yáng)能電池多種損失機(jī)制
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