高效HIT太阳能光伏电池技术调研(二)

HIT太阳能光伏电池的伏安曲线分析

HIT太阳能光伏电池里p/n异质结中所发现的正向电流特性(0.4V附近)的变化是由于a-Si顶层膜中存在的高密度间隙态，引起异质结部耗尽层的再复合而造成的。对此，在顶层和结晶Si之间插入高质量a-Si膜(i型a-Si膜)，通过顶层内的电场来抑制复合电流，这就是HIT构造。通过导入约5nm左右的薄膜i型a-Si层，可看到反向的饱和电流密度降低了约2个数量级。亦即通过导入i型a-Si层，能够大幅度提高Voc,见下图.

图三暗状态时的I-V特性比较

化学钝化和HIT太阳能光伏电池构造的寿命关系

采用μ-PCD法测定HIT太阳能光伏电池的少子寿命。μ-PCD法得到的寿命值虽然同时反映了体复合速度和表面复合速度两方面，但由于是在同一批(LOT)里抽出相邻的芯片，所以可认为体(BULK)的影响基本相同，所不同的是表面的差异。根据下图可以发现，HIT构造的钝化性能要比化学钝化(CP法)更优异。

图四化学钝化

HIT太阳能光伏电池的Voc和寿命之间的依存性

发现通过形成低损伤的a-Si膜和提高表面的清净度等可以提高寿命和Voc，Voc和寿命之间是一种正的线性关系。即HIT构造中的a-Si钝化性能的好坏和HIT太阳电池的Voc大小相关。所以，通过提高a-Si的钝化性能以提高寿命的方法可以认为对提高HIT太阳电池的输出电压是有效的。

图五Voc和载流子寿命(us)的关系

HIT太阳能光伏电池单晶体硅的表面清洁度更高，同时抑制了非晶硅层形成时对单晶体硅表面产生的损伤。通过这些改良，这种电池的电能输出功率损失下降，开路电压得到了提高。

HIT太阳能光伏电池优异的温度特性

HIT太阳能光伏电池Voc越高输出特性的温度依存性越小。也就是说，HIT太阳能光伏电池的高效率化技术中的这种钝化技术的开发(即高Voc化)带来了温度特性的提高。由于新电池在温度上升时发电量的损失降低，预计它的年发电量将比传统晶硅太阳能电池提升44%。

图六HIT太阳能光伏电池温度系数的Voc依存性