a-si(n)c-si(p)异质结太阳电池薄膜硅背场的模拟优化

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1、第?&卷第?期%##$年?月物理学报

2、薄膜硅材料在3/.（45）67/.（48）异质结太阳电池上的背场效果进行了模拟，分析了影响背场效果的原因，得到了薄膜硅背场在3/.（45）67/.（48）异质结太阳电池上的适用条件为薄膜硅材料是带隙"9:;<，硼掺杂浓度在"#"$>)以上的微晶硅材料，其最佳厚度在?5=左右@这种背场从工艺上易于7=实现，并且，与常用的*A扩散背场相比，在相同的掺杂浓度下，电池效率可以大大提高@关键词：薄膜硅，背场，硅异质结太阳电池)*++：&)(#B，$:)#C所引起的能带弯曲起到背场效果@.*IJ,公司最初［"］"9引言在0P2上采用的就是这种背场@但这种结构对接触金属的功函数有严格要求，并且金属半导体

3、接触"’’(年，日本.*IJ,公司采用织构化的5型界面也不太好处理@金属接触背场在太阳电池上并KD单晶硅衬底（7/.（45））作吸收材料，通过L1K

4、4G5U4QF45QR45V47QF45/A3W;R）电池@与传统技术@而.*IJ,公司采用重掺的5型非晶硅层的通过扩散制备85结的晶硅太阳电池相比，这种硅作为0P2电池的背场，从而保证了背场结构同样可［%，)］异质结太阳电池具有显著的优点，这种电池可采用低温工艺实现，使得单晶硅片免于在高温下性以同时实现85结和优异的表面钝化，并且所有工艺能退化@并且，由于非晶硅类材料一般用L1K

5、阳电池迅速成为了国际上的研究热省材料@［%—:］点@尽管.*IJ,发展的0P2电池采用的是5型衬背场是用来提高太阳电池效率的有效手段@所底，但传统的硅太阳电池更多的是以8型硅衬底作谓背场指的是可对光生少子产生势垒效果的区域，为光吸收区，根据市场的需要，国际上更多的研究机［’—""］从而减少光生少子在背表面的复合@这个势垒不但构将研究重点集中在了8型硅衬底上@多数研可以提高光电流，还可以在一定程度上提高光电究者认为，由于在能带匹配上，非晶硅和单晶硅之间［&］压@背场的一种实现方法是利用具有合适功函数的价带失配远大于导带失配，使得在8型衬底上采的金属与衬底直接接触，靠肖特基势垒在半导体中用非晶

6、硅背场结构并不能得到像.*IJ,那样在5!国家高技术研究发展计划（$:)）（批准号：%##:**#?D(#?）资助的课题@!1/=34A：EF3GA;4H=34A@4;;@37@75(期赵雷等：/@A（B0）C4@A（B$）异质结太阳电池薄膜硅背场的模拟优化’!"’［!，"!］型衬底上得到的效果#所以，在$型硅衬底上结区的能带结构#进行的很多硅异质结太阳电池的研究工作都采用因此，本文决定采用%6D+A@<:>模拟软件，选%&扩散背场结构，这仍然需要高温烧结工艺才能实取薄膜硅材料的带隙和掺杂浓度作为可变参数，来［"’—"(］现#只有少数研究采用了非晶硅背场结构，所理论模拟薄膜硅背场结构变化对

7、/@A（B0）C4@A（B$）异得最好结果也只与采用%&扩散背场的结果相质结太阳电池性能的影响，以优化背场结构#［!，")］当#近来，有几个研究组采用重掺的微晶硅层%6D+A@<:>软件是德国