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4.2對(duì)太陽(yáng)電池開(kāi)路電壓的影響

無(wú)鋁背場(chǎng)時(shí)電池的開(kāi)路電壓隨著硅片厚度的減小而減小。有鋁背場(chǎng)時(shí)電池的開(kāi)路電壓則隨之增加,但增幅很小。且有鋁背場(chǎng)時(shí)可比無(wú)鋁背場(chǎng)時(shí)獲得明顯的開(kāi)路電壓增益, 最小處也可達(dá)10 mV；隨著硅片厚度的減小,鋁背場(chǎng)對(duì)太陽(yáng)電池開(kāi)路電壓的影響也是越來(lái)越大。無(wú)鋁背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的背表面的復(fù)合速度很高,硅片厚度的減小使這一高復(fù)合速度的表面越來(lái)越靠近p2n 結(jié),表面復(fù)合的增加勝過(guò)基體內(nèi)的復(fù)合, 最終導(dǎo)致 Voc降低。

而有鋁背場(chǎng)時(shí),硅片厚度的減小同樣也會(huì)導(dǎo)致高復(fù)合速度的表面越來(lái)越接近 p2n 結(jié), 但一方面由于p2p+接觸勢(shì)壘的存在,將阻止p區(qū)光生電子向背表面運(yùn)動(dòng)而發(fā)生復(fù)合, 這也就等效降低了背表面對(duì)光生電子的復(fù)合速度；另一方面到達(dá)p2p+結(jié)兩側(cè)的光生載流子也將被 p2p+的內(nèi)建電場(chǎng)分開(kāi),從而建立光生電壓。由于這兩方面的作用使得在有鋁背場(chǎng)情況下,單晶硅太陽(yáng)電池開(kāi)路電壓隨著硅片厚度減小而升高。

4.3 對(duì)太陽(yáng)電池填充因子的影響

填充因子FF是指太陽(yáng)電池最大功率與開(kāi)路電壓與短路電流乘積的比值, 是評(píng)價(jià)太陽(yáng)電池輸出特性的一個(gè)重要參數(shù)。它的值越高,表明太陽(yáng)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(wú)鋁背場(chǎng)時(shí)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(shì)。有鋁背場(chǎng)時(shí)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(chǎng)對(duì)太陽(yáng)電池填充因子的影響越來(lái)越大。

目前的研究已經(jīng)證實(shí), 影響太陽(yáng)電池輸出特性的內(nèi)部因素中, 串、 并聯(lián)電阻對(duì)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(gè)影響因素則是日照強(qiáng)度。因而在無(wú)鋁背場(chǎng)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(shì)。當(dāng)厚度小于一定值后, 由于不能有效的吸收入射光,導(dǎo)致填充因子急劇下降。在有鋁背場(chǎng)情況下,填充因子的這種變化趨勢(shì)是由于硅片厚度減小與p2p+結(jié)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(shí)迅速增加。

4.4沒(méi)有鋁背場(chǎng)結(jié)構(gòu)時(shí),光電轉(zhuǎn)換效率隨著厚度的減小而減小。

有鋁背場(chǎng)時(shí)光電轉(zhuǎn)換效率則呈現(xiàn)先增大而后減小的趨勢(shì),變化幅度很小。有鋁背場(chǎng)至少可提高1%的轉(zhuǎn)換效率提升。可以看出, 隨著硅片厚度的減小,鋁背場(chǎng)對(duì)提高太陽(yáng)電池光電轉(zhuǎn)換效率的作用越來(lái)越明顯。

5.0結(jié)論

1)硅片厚度越小, 鋁背場(chǎng)對(duì)單晶硅太陽(yáng)電池輸出特性的影響就越大。

2)對(duì)沒(méi)有鋁背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的電池, 其短路電流隨著硅片厚度的減小而降低; 有鋁背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的電池,其短路電流則先緩慢增大而后減小, 且有鋁背場(chǎng)至少取得8%的電流增益。

3)對(duì)沒(méi)有鋁背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的電池, 其開(kāi)路電壓隨著硅片厚度的減小而降低; 有鋁背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的電池,其開(kāi)路電壓則隨之增加, 但增幅很小。且有鋁背場(chǎng)結(jié)構(gòu)具有明顯的開(kāi)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(duì)于電池片的電性能有較大的影響。（作者微信公眾賬號(hào)：光伏經(jīng)驗(yàn)網(wǎng)）

附：
參考文獻(xiàn)
【1】周繼承, 李斐等，鋁背場(chǎng)對(duì)單晶硅太陽(yáng)電池輸出特性的影響，《半導(dǎo)體光電》2009年12月。
【2】彭銀生，劉祖明等，晶體硅太陽(yáng)電池背場(chǎng)的研究，《云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)》，2004年1月。

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