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半导体太阳能电池效率损失来源以及改善的对策。 影响太阳能电池转换效率的原因 寄生电阻的影响：通常太阳能电池都存在寄生的串联电阻和分流电阻。串联电阻的主要来源是：制造电池的半导体材料的体电阻、电极和互联金属的电阻，以及电极和半导体之间的接触电阻。分流电阻则由于p-n结漏电引起的，其中包括绕过电池边缘的漏点及由于结区存在晶体缺陷和外来杂质的沉淀物所引起的内部漏电。 改善方法。 对光学因素造成的损失可以采取以下措施。 使用减反射膜。 减反射膜的光学原理是薄膜干涉原理：当n2n1n0时，膜层材料与基体（硅）和外界媒质间的两个界面上的反射光将互相干涉，从而抑制基体表面的光反射。反射系数 R(λ) 为膜层折射率及厚度的函数。当时，反射最小。,R为极小值：。对于硅，最佳的减反射膜折射率应为： 外界介质为大气时，n0=1; 外界介质为EVA时，n0=1.5; 除了有合适的折射率外，减反射膜材料还必须是透明的。减反射膜常沉积为非结晶或无定型的薄层，以防止在晶界处的光散射问题。用真空蒸发的方法形成的减反射层一般会在紫外波长区产生吸收。然而，对所沉积的金属薄层采用氧化或阳极化之类的工艺所制作的减反射膜或用化学沉积工艺制作的减反射膜往往有“玻璃：结构（小范围有序的非晶结构），会减少紫外线吸收。 利用不同减反射材料制作的多层膜能够改善性能。这种多层膜的设计更为复杂，但能够在较宽的波段上减少反射。 改进电极形状 将不透光的金属电极作成手指状(finger)或是网状，经过层层反射，可使大部分的入射阳光都能进入半导体材料中。 表面粗化处理（绒面） 将表面制成金字塔型的组织(Pyramid Texture)结构，可增加表面积，吸收更多太阳光。具体地说，这种绒面是对硅表面采用一种有选择性的腐蚀制作而成。这种腐蚀方法使硅晶格结构在某一个方向的腐蚀比另一个方向的快得多。这就使晶格中的某些平面暴露出来，形成外貌类似金字塔的一个个小椎体。绒面电池的硅表面通常平行于（100）面，金字塔由（111）面相交而成。通常采用稀释的氢氧化钠人（NaOH）溶液作为选择性腐蚀剂。 金字塔的角度由晶面的取向确定。这些尖塔使入射光至少有两次机会进入电池。如果像垂直照射到裸露硅表面的情况一样，在每个入射点有33%被反射，则总的反射是0.33×0.33，约为11%。如果使用减反射膜，则太阳光的反射可以保持在3%以下。即使没有减反射膜，当镶嵌在折射率类似于玻璃的材料里时，反射也只有约4%以下。另一个合乎理想的特点是入射光与硅表面存在角度，使得光线能够在更接近电池表面处被吸收，这将增加电池的收集几率，特别是对于吸收较弱的长波部分。 绒面也存在一些缺点。一是在操作时需要更加小心；二是这样的表面会更有效地吸收所有波长的光，包括不希望吸收的那些光子能量不足以产生电子-空穴对的红外辐射，因而往往是电池温度升高。还有，金属上的电机必须沿着金字塔的侧面上下延伸，如果金属层的厚度小于或相当于金字塔高度（~10um），为了维持与在平坦表面上相同的欧姆损耗，必须使用二到三倍的金属材料。 为了降低太阳能电池的电学损失，其基本原理在于最大限度地减少电池结构各部分的复合或减小复合对光生载流子收集的影响。 对电学因素造成的损失主要可以采取以下措施。 措施1：表面钝化 最有效的表面钝化是热生长SiO2钝化层，用O原子将硅表面的悬挂键“封”接起来。优良的SiNx也有相近的钝化作用，且沉积过程中产生的H离子对硅片体内的缺陷（包括多晶的晶界）也有钝化作用。 措施2: 结深 暴露的表面。例如在太阳能电池上电极栅线之间的表面，通常具有高复合速率。欧姆接触的金属电极和半导体之间的界面一般也是高复和速度区。产生低复合速度区的一种有效办法就是利用背面场（即在同种掺杂区中，在高掺杂材料和低掺杂材料之间形成一个结）。 光生载流子的收集几率与距p-n结太阳能电池表面距离的关系如图所示。该曲线具有两个重要的特征。其一是背面场提高了靠近背电极处的光生载流子的收集几率，因此增大了电池的短路电流。其二是在靠近太阳能电池上表面处的光生载流子的收集几率一般是低的。 如果结尽可能的靠近表面，则不利因素被降至最低。 措施3：浅结设计 波长越短，吸收系数越大，在硅片中被吸收的位置越靠近光照表面。浅结设计可显著改进短波响应。 “紫光电池”结深为150 nm左右（扩散R□控制在100Ω/□以上）。与丝网印刷工艺的矛盾是：表面浓度过低将使上电极与硅之间的接触电