10000897_新型透明导电薄膜在非晶硅太阳电池中的应用-solarbe文库

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1 新型透明导电薄膜在非晶硅太阳电池中的应用任宁宇，史鹏飞，善奇，李天天 *，班士良内蒙古大学物理科学与技术学院内蒙古自治区高等学校半导体光伏技术重点实验室 1. 研究背景与内容在这项工作中，我们在玻璃基板上通过 RF 磁控管溅射在室温下制备了优良性能的 IAI 复合透明导电膜，在非晶硅太阳电池中引入了 FTO / p-a-SiOxH / p-nc-SiOxH 结构以改善 a-SiH 太阳能电池 p 侧的光学和电学性质。p-nc-SiOxH / i-a-SiH 具有大的带偏移，这可能导致载流子在 i / p 膜界面处复合。因此，i-a-SiOxH 被用作 p / i 界面的缓冲层以改善空穴的传输性质。 2. 研究结果与讨论 2.1 单层 ITO 的制备及光学特性图 1 a作为 Ag 厚度的函数的 ITO48 nm / Ag / ITO42 nm膜的光透过率; b作为 Ag 厚度的函数，在 550 nm 处的光透过率，ITO48 nm / Ag / ITO42 nm薄膜的薄层电阻和 FOM; 图 1 a可以看出，当 Ag 夹层的厚度从 12.5 变化到 17.5 nm 时，IAI 膜表现出非常好的透过率。特别是当 dAg 12.5 nm 时，样品在可见光区域具有最高的光透过率。图b 显示出了 550 nm 波长下的光透过率，ITO48 nm / Ag / ITO42 nm复合透明导电膜薄膜的方块电阻和 FOM 值。当 dAg 12.5 nm 时，测得的 550 nm 光透过率为 94.25 ％，与理论计算值 95.97 ％非常接近。 2.2 p-a-SiOxH / p-nc-SiOxH 双 P 层厚度对电池性能的影响和分析 2 图 2 a 具有不同 p 层的 a-SiH 太阳能电池的能带结构8024860920 b4nm/1079/51n34/04nm/1079/51n3 Voc m4m/ap-aSiO xHc-ix.15.0.16.0 .517.0 Jsc A/m2 4056057p-aSiO xH/nc-ix dc 4nm/1079/5134m/107n9/13n/ F 6789104/0 Ef 图 3 a-SiH 太阳能电池的 J-V 特性参数 Jsc，Voc ，FF 和 Eff 图 2 显示为电池结构和能带图；图 3 显示了在 p-a-SiOxH / p-nc-SiOxH 双 p 层中具有不同厚度的 p-nc-SiOxH 的 a-SiH 太阳能电池 J-V 特性参数的趋势。当 p-nc-SiOxHdnc的厚度从 0- 10 nm 时，平均开路电压Voc 从 816 mV 增加到 892 mV。然而，在 dnc 7 nm 的情况下，短路电流密度Jsc随着 dnc 的增加而减小，在 dnc 7 nm 处达到最高的 Jsc，然后再次缩小。随着薄 p-nc-SiOxH3 nm，填充因子FF减小，然后随厚膜增加。最后，转换效率Eff显示了 FF 的相似趋势，并且在 dnc 7 nm 处获得了最高的平均 Eff9.57 ％。通过这种方法 Eff 增加了 12.90 ％。 3. 结论氢化非晶硅薄膜a-SiH被认为是太阳能应用中的重要材料，作为 a-SiH 太阳能电池的窗口层，p 型层的优化设计不仅可以减少短波长的寄生吸收，还可以提高太阳能电池的内建电势 Vbi，所以它对影响短电流密度Jsc和开路电压Voc具有相当大的影响。对于 Ag 层间厚度为 12.5-17.5 nm 的 IAI 膜，薄膜电阻低至 4.88Ω/ sq，高透过率超过 90％。之后，我们将 IAI 复合电极进一步应用于非晶硅太阳电池也取得了不错的结果。参考文献 [1] Jeong J A and Kim H K, Solar Energy Materials Solar Cells, 2009, 93, 1801. [2] Guillén C and Herrero J, Thin Solid Films, 2011, 520, 1. [3] Guillén C and Herrero J, J. Phys. D Appl. Phys., 2013, 46, 295302. [4] Yu X G, Marks T J, and Facchetti A, Nature Mat., 2016, 15, 383. 作者简介姓名任宁宇主要研究方向薄膜太阳能电池材料及器件通信地址内蒙古呼和浩特市赛罕区大学西路235号邮政编码010021