第4章硅太阳能电池的设计

1、理论上，光伏电池的最高转换效率能达到90%以上。对于硅太阳能电池来说，其在一个太阳照射下，比较实际的理论最高效率值大约为26%-28%。现今实验室测得的下面将介绍几种能减少光损失的方法： 尽量使电池顶端电极覆盖的面积达到最小（尽管可能导致串联电阻增加）。201nnn 选用合适厚度和折射率的薄膜，以及相应波长的光，能使反射的光减少到零，但是每一种厚度和折射率只能对应一种波长的光。人们设计薄膜的厚度和反射率，以使波长为0.6m的光的反射率达到最小。因为这个波长的能量最接近太阳光谱能量的峰值。如果镀上多层减反射膜，能减少反射率的光谱范围将非常宽。但是，对于多数商业太阳能电池来说，这样的成本通常太高。

2、使用厚度为四分之一波长的减反射膜来减少表面反射。绒面结构对入射光的影响一块单晶硅衬底可以沿着晶体表面刻蚀便能达到制绒效果。如果表面能恰当符合内部原子结构的话，硅表面的晶体结构将变成由金字塔构成表面。单晶硅制绒表面的电子显微镜扫描照片。刻蚀多晶硅表面时，单晶硅的制绒方法都不能使用，因为只有在由晶体表面构成的表面才能完成有效的形态。而多晶硅表面上，只有一小部分面积才有方向。但是多晶硅制绒可以使用光刻技术和机械雕刻技术，即使用切割锯或激光把表面切割成相应的形状。多晶硅制绒表面的电子显微镜照片如果光线从折射率大的介质入射到折射率小的介质，将有可能发生全反射。此时的入射角为临界角，在上面的方程中，设2为

3、0，得： 121 -1nnsin利用全内反射，可以把光困在电池内面，是穿入电池的光成倍增加，因此厚度很薄的电池也能拥有很长的光路径长度。复合损耗理想和实际太阳能电池的典型量子效率，描述了复合损失和光损失的影响。三种不同类型的晶体硅太阳能电池的量子效率曲线。埋栅和丝网印刷曲线表示的是电池的内部量子效率，而PERL曲线则表示电池的外部量子效率。PERL电池对红外光的响应最好，因为被良好地钝化，有高效率的背表面反射。在假设表面钝化的前提下，掺杂对扩散长度和开路电压的影响 降低表面复合影响的技术 在表面电极下面重掺杂，以减小表面复合的影响。尽管这样的重掺杂通常会严重减小扩散长度，但是由于电极区域并不参

4、与载流子的生成，因此它对载流子的收集的影响并不大。此外，当高复合率的电池表面非常母栅网格线母栅金属顶端电极是用来收集电池产生的电流的。“母栅”直接与外部电路连接，而金属顶端电极是用来收集电池产生的电流的。“母栅”直接与外部电路连接， 只要仍然保持正方形，则无论尺寸多大，方形导电片的电阻都是一样大的。 t0 xdx1 对于掺杂不均匀的n型层来说，的分布也是不均匀的， 利用实验测得的电压和电流，可算得：硅太阳能电池的表层电阻率在30-100/载流子从电池的产生点流到外部电极的理想效果图。 在y方向逐渐递增的功率损失为：dPloss=l2dR 其中dR= dy/A 式中y是两个栅条之间的距离。计算由电池表层的横向电阻造成的功率损失时用到的数据背电极基础太阳能设计方法基础太阳能设计方法电池板成本平均发电成本电池板成本平均发电成本对于效率更高的电池来说，单位面积的成本可能