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4.2對太陽電池開路電壓的影響

無鋁背場時電池的開路電壓隨著硅片厚度的減小而減小。有鋁背場時電池的開路電壓則隨之增加,但增幅很小。且有鋁背場時可比無鋁背場時獲得明顯的開路電壓增益, 最小處也可達10 mV；隨著硅片厚度的減小,鋁背場對太陽電池開路電壓的影響也是越來越大。無鋁背場結構的背表面的復合速度很高,硅片厚度的減小使這一高復合速度的表面越來越靠近p2n 結,表面復合的增加勝過基體內(nèi)的復合, 最終導致 Voc降低。

而有鋁背場時,硅片厚度的減小同樣也會導致高復合速度的表面越來越接近 p2n 結, 但一方面由于p2p+接觸勢壘的存在,將阻止p區(qū)光生電子向背表面運動而發(fā)生復合, 這也就等效降低了背表面對光生電子的復合速度；另一方面到達p2p+結兩側(cè)的光生載流子也將被 p2p+的內(nèi)建電場分開,從而建立光生電壓。由于這兩方面的作用使得在有鋁背場情況下,單晶硅太陽電池開路電壓隨著硅片厚度減小而升高。

4.3 對太陽電池填充因子的影響

填充因子FF是指太陽電池最大功率與開路電壓與短路電流乘積的比值, 是評價太陽電池輸出特性的一個重要參數(shù)。它的值越高,表明太陽電池的輸出特性越接近于矩形, 光電轉(zhuǎn)換效率也就越高。

無鋁背場時電池的填充因子隨著硅片厚度的減小呈現(xiàn)先緩慢增大,而后迅速減小的趨勢。有鋁背場時電池的填充因子則隨之迅速增大。且隨著硅片厚度的減小, 鋁背場對太陽電池填充因子的影響越來越大。

目前的研究已經(jīng)證實, 影響太陽電池輸出特性的內(nèi)部因素中, 串、 并聯(lián)電阻對填充因子的影響最大:串聯(lián)電阻越小,并聯(lián)電阻越大, 填充因子則隨之變大。另一個影響因素則是日照強度。因而在無鋁背場情況下,硅片厚度減小, 使得 Rs值降低,從而填充因子出現(xiàn)增大的趨勢。當厚度小于一定值后, 由于不能有效的吸收入射光,導致填充因子急劇下降。在有鋁背場情況下,填充因子的這種變化趨勢是由于硅片厚度減小與p2p+結均能有效得降低Rs值,從而使得填充因子在硅片厚度減小時迅速增加。

4.4沒有鋁背場結構時,光電轉(zhuǎn)換效率隨著厚度的減小而減小。

有鋁背場時光電轉(zhuǎn)換效率則呈現(xiàn)先增大而后減小的趨勢,變化幅度很小。有鋁背場至少可提高1%的轉(zhuǎn)換效率提升?？梢钥闯? 隨著硅片厚度的減小,鋁背場對提高太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率的作用越來越明顯。

5.0結論

1)硅片厚度越小, 鋁背場對單晶硅太陽電池輸出特性的影響就越大。

2)對沒有鋁背場結構的電池, 其短路電流隨著硅片厚度的減小而降低; 有鋁背場結構的電池,其短路電流則先緩慢增大而后減小, 且有鋁背場至少取得8%的電流增益。

3)對沒有鋁背場結構的電池, 其開路電壓隨著硅片厚度的減小而降低; 有鋁背場結構的電池,其開路電壓則隨之增加, 但增幅很小。且有鋁背場結構具有明顯的開路電壓增益, 至少可獲得10 mV 的電壓增益。

由此，電池片鋁背膜脫落，對于電池片的電性能有較大的影響。（作者微信公眾賬號：光伏經(jīng)驗網(wǎng)）

附：
參考文獻
【1】周繼承, 李斐等，鋁背場對單晶硅太陽電池輸出特性的影響，《半導體光電》2009年12月。
【2】彭銀生，劉祖明等，晶體硅太陽電池背場的研究，《云南師范大學學報》，2004年1月。

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