通常情況下,電子空穴對(duì)的產(chǎn)生越靠近p-n結(jié),越容易收集。“收集載流子”是那些當(dāng)V=0時(shí)產(chǎn)生的電流。電子空穴對(duì)在結(jié)擴(kuò)散長度內(nèi)被收集的概率比較大,原因是越靠近PN結(jié),電子空穴對(duì)就越容易被拆開。
圖2-2:理想電子短路電流通過p-n結(jié)。
圖2-3:可能的電子空穴對(duì)復(fù)合,沒有復(fù)合的載流子收集。
3.0鋁背場(chǎng)的作用
晶體硅(單晶、多晶)太陽能電池的主體結(jié)構(gòu)為晶體硅材料,前表面印刷了柵線狀的銀作為負(fù)電極;而背面除了2根銀電極外,其余都是鋁,我們稱之為鋁背場(chǎng),由絲網(wǎng)印刷鋁漿料,在800多度的高溫下采用合金化工藝燒結(jié)成型。 鋁背場(chǎng)的作用是: 一:與P型的晶體硅襯底形成P++結(jié),減少少子復(fù)合,提高少子擴(kuò)散長度; 二:形成合金背場(chǎng),對(duì)長波部分光線具有一定程度的反射作用,增加光電轉(zhuǎn)換效率; 三:是導(dǎo)電作用。
4.0鋁背場(chǎng)對(duì)電池片的影響
4.1對(duì)太陽電池短路電流的影響
隨著硅片厚度的減小, 無鋁背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的太陽電池的短路電流隨之降低, 有鋁背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的電池短路電流隨硅片厚度的減小先緩慢增大而后減小。比較分析發(fā)現(xiàn),隨著硅片厚度的減小, 鋁背場(chǎng)的作用越來越大, 且有鋁背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的太陽電池至少取得8%的電流增益。
單晶硅太陽電池要吸收 99%的光所需要的吸收厚度為384 Lm。在 50~ 350 Lm 厚度范圍內(nèi),隨太陽電池厚度的減小,基體不能充分地吸收入射光, 從而影響產(chǎn)生電子空穴對(duì)數(shù)目, 導(dǎo)致太陽電池的短路電流降低。有鋁背場(chǎng)時(shí), 只有硅片厚度小于 200 Lm 時(shí), 才能很明顯地觀察到短路電流隨著硅片厚度的減小而減小,而硅片厚度在200Lm和350Lm之間時(shí),Isc基本不變。I sc的這種變化趨勢(shì),本文認(rèn)為是由于鋁背場(chǎng)的高反射率所致。一方面,由于鋁背場(chǎng)有助于減小金屬與半導(dǎo)體間的接觸電阻,從而降低 Rs值, 提高I s c;另一方面,硅片厚度小于300 Lm,基體不能完全地吸收入射光,部分光到達(dá)鋁背場(chǎng)處,由于發(fā)生高內(nèi)背表面反射,這種作用的最終結(jié)果是基體內(nèi)總的光生載流子數(shù)目幾乎不變。且由于硅片厚度變薄, 電子空穴對(duì)的產(chǎn)生更接近p2n(即p++p+,鋁背場(chǎng)作為p++層)結(jié), 因而更有利于 p2n結(jié)對(duì)載流子的收集。大量的實(shí)驗(yàn)證實(shí), 鋁背場(chǎng)的這種效應(yīng)能提高短路電流。