BC 셀의 개발로 태양광 발전 비용은 낮아졌지만 적용 시나리오의 다양화로 인해 더 높은 요구 사항이 제기되었습니다. 태양 전지 기술. 연구에 따르면 HBC 태양 전지의 접촉 저항률은 셀 성능에 큰 영향을 미칩니다. 예를 들어, 접촉 저항률이 높으면 직렬 저항이 높아지고, 이는 충전 계수와 전력 변환 효율을 감소시킵니다. 태양 전지.

고효율 HBC 태양 전지

HBC 셀 구조도, JV 곡선, 전기적 손실 분석, JSC 손실 분석

셀 구조와 제조 공정을 최적화함으로써 HBC 태양 전지의 성능을 크게 개선할 수 있습니다. 특히, 재결합 손실과 저항 손실을 줄임으로써 더 높은 전압(VOC)과 충전율(FF)을 달성하여 전반적인 효율을 개선할 수 있습니다. 또한, 전면의 반사 방지 코팅과 후면의 반사기를 최적화함으로써 셀의 단락 전류 밀도(JSC)를 더욱 높이고 효율을 더욱 개선할 수 있습니다.

다양한 유형의 태양 전지(HBC 및 SHJ)의 매개변수를 다양한 영역에서 비교함으로써, 다양한 구조와 공정이 전지 성능에 미치는 영향을 확인할 수 있습니다. 예를 들어, 개방 회로 전압 측면에서, 다양한 전지는 재료와 구조의 차이로 인해 다릅니다. 단락 회로 전류 밀도는 실리콘 웨이퍼 두께 및 측정 영역과 같은 요인의 영향을 받습니다. 필 팩터와 전력 변환 효율은 전지의 전반적인 성능을 종합적으로 반영합니다.

HBC 태양전지의 복합적 특성

결정질 실리콘은 HSC(홀 선택적 접촉), ESC(전자 선택적 접촉), 갭, HSC + 갭의 네 영역으로 레이저 패터닝됩니다. 다른 영역의 수명 곡선을 비교하면 각 영역의 재결합 특성의 차이를 명확하게 볼 수 있습니다. 이 차이는 다른 영역에서 재결합 전류 밀도의 기여에 대한 추가 분석을 위한 기초를 제공하고, 어떤 영역이 재결합의 주요 원천인지 확인하는 데 도움이 되며, 따라서 셀 구조와 공정을 최적화하기 위한 방향을 제공합니다.

다양한 영역의 에너지 밴드 다이어그램, 재결합률, 이상적 요소를 분석함으로써 다양한 영역의 재결합 메커니즘을 깊이 이해할 수 있습니다. 이를 통해 HSC 영역의 내장 전기장을 강화하여 재결합을 억제하고 극성 경계 영역의 경계 형태를 관리하여 재결합을 줄이는 등 재결합을 억제하기 위한 표적 조치를 취하는 데 도움이 됩니다.

HBC 태양 전지에 대한 접촉 평가 및 설계

직렬 저항기(RS)의 구성은 다음과 같습니다.

HSC(홀 선택적 접촉) 스택, ESC(전자 선택적 접촉) 스택, 금속 저항 손실(핑거에서 버스바까지) 및 벌크 저항과 같은 기타 손실 소스를 포함하여 HBC 태양 전지의 직렬 저항 구성을 보여줍니다. 이러한 저항 손실의 합계는 셀의 최대 전력점(MPP)에서 셀 성능에 상당한 영향을 미칩니다.

HSC 및 ESC 영역 접촉 저항률 최적화 분석:

접촉 저항률 측정: TLM 측정 방법을 사용하여 pa-Si:H 기반 HSC와 na-Si:H 기반 ESC의 접촉 저항률을 추출합니다. 결과에 따르면 HSC의 접촉 저항률은 51.3mΩ·cm2이고 ESC의 접촉 저항률은 46.1mΩ·cm2입니다. 비정질 실리콘(a-Si:H) 층과 도핑된 나노결정질 실리콘(nc-Si(Ox):H) 층을 최적화함으로써 접촉 저항률을 낮출 수 있어 저항 손실을 줄일 수 있습니다.

HBC 태양 전지 설계에서 접촉 저항률과 구조 설계는 전지 성능에 중요합니다. 접촉 면적을 최적화하고 HSC 대 ESC의 피복 면적 비율을 조정하면 직렬 저항을 크게 줄여 전지 효율과 충전율을 개선할 수 있습니다.

HBC 태양전지의 전류손실 검출 및 분석

외부 양자 효율(EQE): da의 EQE 곡선은 모든 파장에서 ta보다 높은데, 이는 JSC 손실이 광 채널에서 발생하는 것이 아니라 재결합에서 발생한다는 것을 나타냅니다.

전기적 음영 현상의 시뮬레이션: 다양한 표면 재결합 속도(SESC, 갭)에서 HSC 영역의 IQE는 100%에 가깝지만 ESC와 갭 영역의 IQE는 더 낮습니다. 이는 소수 캐리어가 수집 영역에 도달하기 위해 더 긴 전송 거리가 필요하기 때문입니다.

LBIC 측정: HSC 영역에서 세포 가장자리까지 LBIC 강도가 균일하게 감소하는 것을 보여줍니다.

유효 수명 및 전송 길이의 함수로서의 재결합 전류 밀도: 이 모델은 장치에서 광생성 캐리어(Jgen)가 오른쪽에서 왼쪽으로 전송되는 과정을 보여주며, 여기서 캐리어가 효과적으로 수집되거나(JSC) 경로에서 재결합됩니다(Jrec).

HBC 태양 전지의 JSC 손실 소스는 EQE 스펙트럼, LBIC 측정 및 시뮬레이션 결과를 통해 자세히 분석되며, 특히 ESC 및 갭 영역에서 소수 캐리어의 더 긴 전송 길이로 인해 발생하는 전기적 음영 효과가 분석됩니다. 분석 결과는 셀 구조 설계를 최적화하고, 재결합 손실을 줄이고, 셀 성능을 개선하는 데 매우 중요합니다.

HBC 태양 전지의 광전 성능 향상을 위한 전략

전기 성능 최적화:

다양한 배터리에서 이러한 매개변수를 비교함으로써 표면 재결합 전류 밀도(J01 및 J02)와 직렬 저항(RS)을 줄여 개방 회로 전압(VOC)과 충전 인자(FF)를 증가시키는 것과 같이 셀 성능을 개선할 수 있는 잠재적인 방법을 식별할 수 있습니다.

광학 성능 최적화:

이러한 매개변수는 각각 전면 반사 및 기생 흡수 손실, 후면 기생 흡수 및 이탈 반사 손실, 전기 차폐 손실을 나타냅니다. 이러한 매개변수를 최적화함으로써 단락 전류 밀도(JSC) 태양 전지 증가시켜 전체 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있습니다.

연구진은 연구와 분석을 통해 준비 과정에서 핵심 최적화 방향을 달성했습니다. HBC 태양 전지 그리고 달성했다 27.09%의 높은 광전 변환 효율. 고효율 HBC 태양 전지에서 접촉 저항률 HSC 또는 ESC 영역에서 접촉 면적이 상당히 감소했기 때문에 주요 역할을 합니다. HSC 영역을 최적화함으로써 연구원들은 55 mΩ·cm² 이하의 가장 낮은 접촉 저항률을 달성했습니다.