高效HIT太陽能光伏電池技術調研(二)
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HIT太陽能光伏電池里p/n異質結中所發現的正向電流特性(0.4V附近)的變化是由于a-Si頂層膜中存在的高密度間隙態，引起異質結部耗盡層的再復合而造成的。對此，在頂層和結晶Si之間插入高質量a-Si膜(i型a-Si膜)，通過頂層內的電場來抑制復合電流，這就是HIT構造。通過導入約5nm左右的薄膜i型a-Si層，可看到反向的飽和電流密度降低了約2個數量級。亦即通過導入i型a-Si層，能夠大幅度提高Voc,見下圖.
圖三暗狀態時的I-V特性比較
采用μ-PCD法測定HIT太陽能光伏電池的少子壽命。μ-PCD法得到的壽命值雖然同時反映了體復合速度和表面復合速度兩方面，但由于是在同一批(LOT)里抽出相鄰的芯片，所以可認為體(BULK)的影響基本相同，所不同的是表面的差異。根據下圖可以發現，HIT構造的鈍化性能要比化學鈍化(CP法)更優異。
圖四化學鈍化
HIT太陽能光伏電池的Voc和壽命之間的依存性
發現通過形成低損傷的a-Si膜和提高表面的清凈度等可以提高壽命和Voc，Voc和壽命之間是一種正的線性關系。即HIT構造中的a-Si鈍化性能的好壞和HIT太陽電池的Voc大小相關。所以，通過提高a-Si的鈍化性能以提高壽命的方法可以認為對提高HIT太陽電池的輸出電壓是有效的。
圖五Voc和載流子壽命(us)的關系
HIT太陽能光伏電池單晶體硅的表面清潔度更高，同時抑制了非晶硅層形成時對單晶體硅表面產生的損傷。通過這些改良，這種電池的電能輸出功率損失下降，開路電壓得到了提高。
HIT太陽能光伏電池優異的溫度特性
HIT太陽能光伏電池Voc越高輸出特性的溫度依存性越小。也就是說，HIT太陽能光伏電池的高效率化技術中的這種鈍化技術的開發(即高Voc化)帶來了溫度特性的提高。由于新電池在溫度上升時發電量的損失降低，預計它的年發電量將比傳統晶硅太陽能電池提升44%。
圖六HIT太陽能光伏電池溫度系數的Voc依存性
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