荷蘭研究發現新氧化硅納米涂層可提高異質結太陽能電池效率

日前，荷蘭Delft理工大學的一個研究小組宣布，他們使用高度透亮的氫化納米晶氧化硅層，來改善硅異質結器件中觸點疊層的光電性能。據說該材料具有出色的導電性能和良好的光學性能，能夠提高晶體硅異質結太陽能電池的效率。

Delft小組表示，這新氧化硅層為常用的接觸堆疊結構如氫化非晶硅（（i）a-Si：H）提供了替代方案。后者的厚度有限，把它放置在電池向陽側時，會萌生很大的能量損失。科學家們曾經嘗試加入更高劑量的物質來處理此類損耗，但他們發現，這會導致缺陷密度增加和載流子收集性能下降。

荷蘭科學家聲稱，當他們將nc-Si：H層使用于載流子的選擇性接觸時，其在異質結硅電池接觸堆中的光電性能得以改善，從而改善了光電參數。

研究人員在發表于《光伏新知》的論文《混合氫化納米晶體氧化硅層對高效率c-Si異質結太陽能電池所起的作用》中寫道：“該材料由嵌入非晶態基質中的小納米晶體組成，在生長方向上具有確定的各向異性。”物質的各向異性與物體的磁性有關，依據其生長方向不同而不同。

N型具有更高的導電性

Delft小組所加工的試驗室級太陽能電池測量值為7.84平方厘米，金屬傾覆率為12.5％。研究人員說：“對于N型和P型層來說，當沉積過程中缺少二氧化碳時，可獲得高導電性的nc-Si：H層。”

該小組觀察到，在試驗中，N型nc-SiOx：H層的導電性高于P型替代物。但是，科學家們聲稱，不管混合的種類有哪些，混合的nc-SiOx：H層都具備了可調節光電特性，通常為定制選擇性傳輸、加強電池性能提供了必要的靈活性。

改善填充系數

研究人員補充說，通過在接觸疊層上使用界面解決，能夠改善電池的填充因子，從而將后結電池效率的65.6％提高到前結器件中的77.9％。

“面積為3.92平方厘米的電池具有4.4％的金屬傾覆率，其FF[填充因子]從77.9％提高到79.1％，從75.3％提高到78.6％，因此η從18.4％提高到21.8％，從18.3％提高到22%。通過優化前格柵、提升厚度，并使用更透亮的導電氧化物，進一步改善了前結電池和后結電池的性能。”這樣，在前結和后結配置中分別實現了21.8％和22％的電池效率。

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