鉅大LARGE | 點擊量:1160次 | 2020年04月13日
新南威爾士大學四大高效光伏儲能電池
新南威爾士因為有世界太陽能之父馬丁格林教授的存在,一直引領著世界太陽能光伏電池的最新技術,眾多新型的太陽能電池均出自新南威爾士大學,并被商業化生產,帶動了光伏產業的整體向前。
一、鈍化發射區電池(PESC):PESC電池1985年問世,1986年V型槽技術又被應用到該電池上,效率突破20%。V型槽對電他的貢獻是:減少電池表面反射;垂直光線在V型槽表面折射后以41角進入硅片,使光生載流子更接近發射結,提高了收集效率,對低壽命襯底尤為重要;V型槽可使發射極橫向電阻降低3倍。由于PESC電他的最佳發射極方塊電阻在150Ω/口以上,降低發射極電阻可提高電池填充因子。
在發射結磷擴散后,10nm厚的Al層沉積在電他背面,再熱生長10nm表面鈍化氧化層,并使背面Al和硅形成合金,正面氧化層可大大降低表面復合速度,背面Al合金可吸除體內雜質和缺陷,因此開路電壓得到提高。早期PESC電池采用淺結,然而后來的研究證明,淺結只是對沒有表面鈍化的電他有效,對有良好表面鈍化的電池是不必要的,而氧化層鈍化的性能和鋁吸除的用途能在較高溫度下增強,因此最佳PEsC電他的發射結深新增到1μm左右。值得注意的是,目前所有效率超過20%的電池都采用深結而不是淺結。淺結電池已成為歷史。PEsC電池的金屬化由剝離方法形成Ti-pd接觸,然后電鍍Ag構成。這種金屬化有相當大的厚/寬比和很小的接觸面積,因此這種電池可以做到大子83%的填充因子和20.8%(AM1.5)的效率。
二、鈍化發射區和背表面電池(PERC):鋁背面吸雜是PEsC電池的一個關鍵技術。然而由于背表面的高復合和低反射,它成了限制PESC電池技術進一步提高的重要因素。PERC和PERL電池成功地解決了這個問題。它用背面點接觸來代替PEsC電他的整個背面鋁合金接觸,并用TCA(氯乙烷)生長的110nm厚的氧化層來鈍化電他的正表面和背表面。TCA氧化出現極低的界面態密度,同時還能排除金屬雜質和減少表面層錯,從而能保持襯底原有的少子壽命。由于襯底的高少子壽命和背面金屬接觸點處的高復合,背面接觸點設計成2mm的大間距和2001Lm的接觸孔徑。接觸點間距需大于少子擴散長度以減小復合。這種電池達到了大約700mV的開路電壓和22.3%的效率。然而,由于接觸點間距太大,串聯電阻高,因此填充因子較低。