阳电池的光衰减机制和技术改进措施.pdfVIP

本文由chenjun829贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机 查看。 赵玉文 等 : P 型 ( 掺硼) 晶硅太阳电池的光衰减机制和技术改进措施 409 Ξ P 型 ( 掺硼) 晶硅太阳电池的光衰减机制和技术改进措施 赵玉文 ( 北京太阳能研究所 ,北京 100083) 摘　 :　 要 介绍了近年来对掺硼晶硅 ( Cz2Si 和 mc2Si ) 太阳电池 的光照 衰减问题及衰减机制的研究结果 。通过光照及退火处理 前后少子寿命变化的研究以 及光衰减与硼和氧浓度关系的研 究 ,表明引起掺硼晶硅太阳电池光照衰减的主要因素 是硼和间 隙氧的存在 。同时介绍了减小或避免衰减的技术措施 。 关键词 : 　P 型 ( 掺硼) c2Si 太阳电池 ; 光衰减 ; 退火处理 ; 少子寿 命 中图分类号 : 　TM91 4. 4 　　　　 文献标识码 :A 文章编号 :100129731 ( 2003) 0420409203 问题的研究愈来愈受到重视 。进入 90 年代 ,研究集中于弄清光 伏衰减的基本 机制 , 并出现了一些新的实验结果 , 如图 2 、 3 图 和图 4 所示 。 1　 　 引 言 晶硅太阳电池一直占据着光伏市场的主导地位 [ 1 ] 。2000 年光伏工业和市场 中的硅材料占 99. 6 % ,Cd Te 占 0. 4 % 。其中 体晶硅材料 84. 2 % ,带硅和薄层 硅 ( 多晶硅) 6 % ,非晶硅 9. 4 % 。 为降低光伏组件成本的各种努力中 , 晶硅材 料的基础研究具有 重要意义 。其中重要 1 例就是近年来对掺硼晶硅 ( Cz2Si 和 m c2 Si) 太阳电池的光照衰减问题及衰减机制的研究 。掺硼 Cz2Si 太 阳电池的光衰 掺硼 Cz2Si 电池的最大输出功率 Pm 、 短 路电流 I sc和开路电压 V oc在光照后的 衰减和 200 ℃ 以上退火处 理的恢复情况 。可以看出光照使电池性能不断衰减 ,最 后达到 饱和值 ; 退火处理又使电池性能得到完全恢复 。在相当长一段 时间内 ,Cz ( 掺硼) 硅电池的这种光衰减和退火恢复的机制一直 没有解决 。 图1　 掺硼 Cz 硅太阳电池的光衰减和退火恢复行为 Si solar cells 　　 年代曾提出过若干金属杂质缺陷模型 ,1980 年又提出非 70 平衡载流子引起的施主2受主对 ( 如 FeB) 分解模型 ,即 FeB 的光 诱导分解使 Cz 硅太阳电池受到 Fe 污染而衰减 。但这些模型没 有一个能够完全解释 Fischer 和 Pschunder 所观察到的衰减/ 恢 复现象 。晶硅电池在光伏市场中的主导地位使 Cz2Si 的光衰减 Ξ 收稿日期 :2002207205 　　　 通讯作者 : 赵玉文 作者简介 : 赵玉文 　(1939 - ) ,男 ,河南西峡人 ,研究员 ,1990 年和 1991 年在德国图宾根大学作高访 ,一直从事太阳能材料 、 太阳能电池研究和 其它功能 材料研究 。 d. 图3　 掺硼 Cz 材料体少子寿命 (τ ) 和 DL TS ( 深能级瞬态谱 ) 的 b 退火 硼 Cz2Si 的 DL TS[ 3 ] 确定 ,Bi Oi 分解后形成了 Bi Cs ; ( 5 ) 光 衰减的大小 ( 1/ τ21/ τ) 随间隙氧浓度 [ Oi ] 的增加而增加 。 f i i 看出 : ( 1 ) 随着硅中硼浓度的增加 , 图 衰减增加 ; ( 2) 掺镓 ( Ga ) 和掺磷 ( P) 的 Cz 硅没有衰减 ; ( 3 ) 体少 子寿命 (τ ) 的退火行为和 Bi Oi 的分解行 为类似 ; ( 4 ) 根据电子 b 图2　 不同掺杂 Cz 硅材料体少子寿命的光衰减行为 Fig 2 The light degrad page 1 图4　 光衰减的大小 ( 1/ τ21/ τ) 与间隙氧浓度 [ Oi ] 的关系 f i 410 功能材料 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2003 年第 4 期 (34) 卷 根据上面这些实验认为 ,硼是引起光衰减的主要原因 ( 复合 中心 ) 。在 此 如下反应的硼2氧模型 :