關(guān)于太陽(yáng)能電池發(fā)展中的TOPCon鈍化結(jié)構(gòu)概況

在生活中，你可能接觸過(guò)各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你可能并不知道它的一些組成部分，比如它可能含有的TOPCon鈍化，那么接下來(lái)讓小編帶領(lǐng)大家一起學(xué)習(xí)TOPCon鈍化。

晶硅太陽(yáng)電池的兩個(gè)發(fā)展方向分別是降低成本和提升效率。光伏行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，繼續(xù)降低成本十分困難，但提升效率仍有較大空間。復(fù)合損失是影響電池效率的關(guān)鍵因素。對(duì)于鋁背場(chǎng)(Al-BSF)傳統(tǒng)電池結(jié)構(gòu)和主流的PERC電池來(lái)說(shuō)，電池背面金屬/半導(dǎo)體界面缺陷密度較高，界面復(fù)合是造成效率損失的重要原因。為了降低界面復(fù)合損失，接觸面積需要進(jìn)一步減少。然而，接觸面積占總電池面積的比例有一個(gè)下限，否則會(huì)造成接觸電阻過(guò)大，導(dǎo)致填充因子(FF)降低，電池轉(zhuǎn)換效率下降。另一個(gè)方式則是利用結(jié)對(duì)載流子的選擇通過(guò)特性(有效提高一種載流子的輸運(yùn)，同時(shí)阻礙另一種載流子的通過(guò))，可大幅減少金屬/半導(dǎo)體界面的復(fù)合。

TOPCon是一種基于選擇性載流子原理的隧穿氧化層鈍化接觸(Tunnel Oxide Passivated Contact)太陽(yáng)能電池技術(shù)，其電池結(jié)構(gòu)為N型硅襯底電池，在電池背面制備一層超薄氧化硅，然后再沉積一層摻雜硅薄層，二者共同形成了鈍化接觸結(jié)構(gòu)，有效降低表面復(fù)合和金屬接觸復(fù)合，為N-PERT電池轉(zhuǎn)換效率進(jìn)一步提升提供了更大的空間。

這種鈍化接觸在兩個(gè)方面上優(yōu)異于其他傳統(tǒng)電池結(jié)構(gòu)：(1)金屬/半導(dǎo)體界面的復(fù)合通過(guò)晶硅和金屬接觸之間的鈍化層而減少;(2)多子可以由隧穿效應(yīng)移動(dòng)到金屬接觸，但少子因?yàn)檩d流子選擇性不能從晶硅移動(dòng)到金屬接觸。這種鈍化接觸可用本征非晶硅或者超薄氧化硅作為鈍化層?；诜蔷Ч璧拟g化接觸便是異質(zhì)結(jié)電池結(jié)構(gòu)或者HIT;基于SiO2的鈍化接觸和多晶硅的疊加結(jié)構(gòu)便是TOPCon技術(shù)。因?yàn)楫愘|(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)目前工藝過(guò)程中有溫度限制，所以poly-Si/SiOx代替了非晶硅吸引到了眾多研究者和企業(yè)的關(guān)注。

TOPCon正面與常規(guī)N型太陽(yáng)能電池或N-PERT太陽(yáng)能電池沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，電池核心技術(shù)是背面鈍化接觸，硅片背面由一層超薄氧化硅(1~2nm)與一層磷摻雜的微晶非晶混合Si薄膜組成。鈍化性能通過(guò)退火過(guò)程進(jìn)行激活，Si薄膜在該退火過(guò)程中結(jié)晶性發(fā)生變化，由微晶非晶混合相轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑?。?50°C的退火溫度下退火，iVoc > 710 mV, J0在9-13 fA/cm2，顯示了鈍化接觸結(jié)構(gòu)優(yōu)異的鈍化性能，所制備的電池效率超過(guò)23%。目前N型前結(jié)鈍化接觸太陽(yáng)能電池世界紀(jì)錄(25.8%)由Fraunhofer-ISE研究所保持。

在電池背面制備一層超薄的隧穿氧化層和一層高摻雜的多晶硅薄層，二者共同形成了鈍化接觸結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)為硅片的背面提供了良好的表面鈍化，超薄氧化層可以使多子電子隧穿進(jìn)入多晶硅層同時(shí)阻擋少子空穴復(fù)合，進(jìn)而電子在多晶硅層橫向傳輸被金屬收集，從而極大地降低了金屬接觸復(fù)合電流，提升了電池的開(kāi)路電壓和短路電流。

相信通過(guò)閱讀上面的內(nèi)容，大家對(duì)TOPCon鈍化有了初步的了解，同時(shí)也希望大家在學(xué)習(xí)過(guò)程中，做好總結(jié)，這樣才能不斷提升自己的設(shè)計(jì)水平。