太阳能发电电池效率的技术性因素损失

这些因素很多，可按光学损失、复合损失和电路损失来分类，也可从材料和工艺两大方面来归类。这里针对硅片太阳能发电电池的技术性因素作了一个总结，包括各因素类属、对电池效率造出的损失估计、和影响或控制它的因素，并列出 了当前实验室与产业水平情况。之后再择其重要且有助于深人理解和运用原理者 作进一步说明。

对电路损失造成的填充因子FF减小,前人已有较系统的定量分析。栅线及两面接触电阻合并为电池串联内阻兄，边缘和内部缺陷漏电合并为 电池漏电电导，以其倒数漏电电阻表征。艮增大使得电池曲线之电压随电流增大而下落；Rsh减小(漏电导增大）则使得电池i-v曲线之电流随电压增大而减 小。两者都使电池Z-V曲线更偏离直方，从而降低电池&填充因子FF。

显然高掺和深掺是有利于减小方阻A的；此外高掺还将改善表层与栅线的欧姆接触，从而减小仅从以上问题考虑，掺杂浓度和深度应该尽可能大（高掺和深结）， 使得表面横向电流欧姆损失尽可能小。但高掺和深结又都有其另一面不利因素，分述如下。

高摻将会使得载流子复合率提高，过高的掺杂（>102°/cm3)甚至使表面出现 “死层”，即在此层内光激发产生的载流子立刻被复合，完全没有机会被P-n结收集。 因此表层掺杂浓度Nd应存在一个最佳值。我们曾计算两种P型硅太阳能发电电池转换效率随表层掺杂浓度Nd变化情况。它们都显示这个最佳值的存在。该计算中实际还未考虑掺杂浓度对接触电阻的影响，如考虑进来这个影响，最佳值还应稍向右移。

深结的不利因素与人射光的吸收衰减分布及光激发非平衡载流子被pn结所收集的几率分布有关。这样的分布组合使表层激发的大量载流子不能被P-n结收集而损失。所以在工艺许可的条件下，应尽可能地使pii 结向表面靠近，这是20世纪80年代就已由理论和实践确立的原则，迄今没有改变。对扩散渐变结与均匀突变结电池效率随结深变化的PC1D计算分析结果。可以看到如无工艺问题，浅结的优势可一直持续到十纳米量级；离子注人的优势可能其实并不在其p-n结为突变型，而在于其深度控制能力，能够获得更浅的结。

全面的优化应该是将掺杂浓度与结深的影响定量描述后与前述三项并作系统优化。但实践中在结深上尚有工艺限制，不是想要多浅就可 多浅，因此实践中优化问题变得更简单了：优先尽量做浅结，而后选择最优掺杂浓度，这样就确定了电池方阻Ps，针对这个值再就前述三项进行优化。

太阳能发电电池效率的技市性因素损失有很多，例如光学损失、复合损失、电路损失，材料和工艺上面的各种损失，都不可避免的产生。这全面优化，的三项系统优化在实践中仍还有工艺限制。

更新时间：2015-6-16 7:22:51
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