异质结太阳能电池中氢化本征非晶硅的设计

在硅异质结太阳能电池（SHJ）中，pn结由两种不同形貌的硅形成，即一种是n型晶体硅（c-Si），另一种是p掺杂（III族）元素掺杂）非晶硅（a-Si）。许多研究人员报告称，改变掺杂水平、层数并添加其他材料层以实现更高的能量转换效率。
 

图1：(A)经认证的 SHJ 太阳能电池的横截面草图和(B) TLM 图案结构

SHJ的高性能是由薄的氢化非晶硅(a-Si:H)缓冲层提供的卓越表面钝化驱动的，该缓冲层将主体与高度重组的金属触点分开。结果，实现了高达750mV3的非常高的开路电压(VOC)。

新型SHJ太阳能电池

目的SHJ太阳能电池采用M2尺寸n型直拉(CZ)晶体硅晶片作为核心制造。这些晶圆首先经过化学蚀刻以消除损伤，然后在碱性溶液中进行处理，以在两侧获得随机的金字塔纹理。

然后，它们在臭氧和1%稀释的氢氟酸溶液中逐步清洗。此外，使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工具分别在晶圆的两侧制造本征和掺杂a-Si:H的双层。对于第二掺杂a-Si:H层，硅烷(SiH4)/氢气(H2)流量比和厚度是变化的。

这种双层对于提高效率至关重要。之后，以直流方式在晶片的两侧溅射一层氧化铟锡 (ITO)。ITO是一种透明的电子传导金属氧化物，用于许多电子显示设备和太阳能电池。

SHJ太阳能电池的研究

本征a-Si:H层在SHJ太阳能电池中具有多种作用，例如它充当电极的载流子传输通道和表面钝化层。具有多孔第一层和致密第二层的本征，a-Si:H双层对于平衡钝化和电荷载流子传输至关重要。由于低电导率，本征a-Si:H的微观结构及其厚度在太阳能电池性能中起着重要作用。

光学分析表明，通过用更透明的n型结晶氢化氧化硅(nc-SiOx:H)层替换掺杂的a-Si:H 层，可以进一步减少寄生吸收。英思特研究表明，优化前TCO层而不是使用更高质量的晶圆可能会略微提高快速提高效率的机会。这可以通过使用多个TCO层同时满足电气和光学。要求来实现。

审核编辑：汤梓红