中科院高效率晶體硅太陽(yáng)能電池技術(shù)取得新突破

    近日，中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所萬(wàn)青研究組提出了一種交叉自對(duì)準(zhǔn)工藝，采用普通絲網(wǎng)印刷設(shè)備研制了高效率的晶體硅太陽(yáng)能電池。

    常規(guī)晶硅電池工藝在經(jīng)過(guò)高溫磷擴(kuò)散后，在電池表面存在一層高濃度磷元素的磷硅玻璃層，通過(guò)波長(zhǎng)為532nm的激光圖形化退火處理，將磷硅玻璃中的磷元素進(jìn)一步擴(kuò)散進(jìn)入硅，從而在電池片表面形成選擇性重?fù)诫s區(qū)域。絲網(wǎng)印刷銀漿時(shí)，使得細(xì)柵線90度交叉激光重?fù)诫s線條，巧妙地實(shí)現(xiàn)自對(duì)準(zhǔn)制備工藝。

    在晶體硅太陽(yáng)能電池應(yīng)用中，發(fā)射極的特性可以極大地影響電池性能，通過(guò)提高發(fā)射極的摻雜濃度可以降低電池的接觸電阻，但是過(guò)高的摻雜濃度又將增加發(fā)射極中光生載流子的復(fù)合速率。選擇性發(fā)射極電池結(jié)構(gòu)有效地解決了這一矛盾，在這種電池結(jié)構(gòu)中，金屬柵線下方采用較高濃度的摻雜，與此同時(shí)，柵線間的發(fā)射極保持較低的摻雜濃度，從而在保證較好的藍(lán)光響應(yīng)的條件下，實(shí)現(xiàn)電池串聯(lián)電阻的減小。然而，該電池結(jié)構(gòu)需要嚴(yán)格的對(duì)準(zhǔn)工藝實(shí)現(xiàn)金屬柵線與選擇性發(fā)射極的電接觸。

    電池性能測(cè)試表明，發(fā)射極方塊電阻為75歐姆/方塊的標(biāo)準(zhǔn)單晶硅電池（125mm×125mm），最佳填充因子由激光摻雜前的~65%提高到激光摻雜后的~79%；最佳電池光電轉(zhuǎn)化效率由激光摻雜前的~14.4%提高到激光摻雜后的~17.7%。電池性能的提高主要由于電池接觸性能的改善引起。該研究結(jié)果為探索高效晶體硅電池提供了新的途徑。<