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1、影响太阳电池转换效率的因素 一、 禁带亮度 VOC 随 Eg 的增大而增大，但另一方面，JSC 随 Eg 的增大而减小。结果是可期望在某一个确 定的 Eg 随处出现太阳电池效率的峰值。 二、温度 随温度的增加，效率 下降。ISC 对温度 T 很敏感，温度还对 VOC 起主要作用。 对于 Si，温度每增加 1C，VOC 下降室温值的 0.4%，h 也因而降低约同样的百分数。例如， 一个硅电池在 20C 时的效率为 20%，当温度升到 120C 时，效率仅为 12。又如 GaAs 电池，温度每升高 1C，VOC 降低 1.7mv 或降低 0.2%。 三、复合寿命 希望载流子的复合寿命越长越好，这主
2、要是因为这样做 ISC 大。在间接带隙半导体材料如 Si 中，离结 100mm 处也产生相当多的载流子，所以希望它们的寿命能大于 1ms。在直接带隙 材料，如 GaAs 或 Gu2S 中，只要 10ns 的复合寿命就已足够长了。长寿命也会减小暗电流并 增大 VOC。 达到长寿命的关键是在材料制备和电池的生产过程中， 要避免形成复合中心。 在加工过程中， 适当而且经常进行工艺处理，可以使复合中心移走，因而延长寿命。 四 光强 将太阳光聚焦于太阳电池， 可使一个小小的太阳电池产生出大量的电能。 设想光强被浓缩了 X 倍，单位电池面积的输入功率和 JSC 都将增加 X 倍，同时 VOC 也随着增加(
3、kT/q)lnX 倍。 因而输出功率的增加将大大超过 X 倍，而且聚光的结果也使转换效率提高了。 五 掺杂浓度及剖面分布 对 VOC 有明显的影响的另一因素是掺杂浓度。 虽然 Nd 和 Na 出现在 Voc 定义的对数项中， 它 们的数量级也是很容易改变的。掺杂浓度愈高，Voc 愈高。一种称为重掺杂效应的现象近年 来已引起较多的关注，在高掺杂浓度下，由于能带结构变形及电子统计规律的变化，所有方 程中的 Nd 和 Na 都应以（Nd）eff 和（Na）eff 代替。既然（Nd）eff 和（Na）eff 显现出峰 值，那么用很高的 Nd 和 Na 不会再有好处，特别是在高掺杂浓度下寿命还会减小。
4、目前，在 Si 太阳电池中，掺杂浓度大约为 1016cm-3，在直接带隙材料制做的太阳电池中约 为 1017 cm-3，为了减小串联电阻，前扩散区的掺杂浓度经常高于 1019 cm-3，因此重掺杂 效应在扩散区是较为重要的。 当 Nd 和 Na 或（Nd）eff 和（Na）eff 不均匀且朝着结的方向降低时，就会建立起一个电场， 其方向能有助于光生载流子的收集，因而也改善了 ISC。这种不均匀掺杂的剖面分布，在电 池基区中通常是做不到的；而在扩散区中是很自然的。 六 表面复合速率 低的表面复合速率有助于提高 ISC，并由于 I0 的减小而使 VOC 改善。七 串联电阻 本资料来源于网络，版权归
5、原著作所有，禁止使用于一切商业行为，仅供交流学习用！请在下载后24小时内删除！ 在任何一个实际的太阳电池中，都存在着串联电阻，其来源可以是引线、金属接触栅或 电池体电阻。不过通常情况下，串联电阻主要来自薄扩散层。PN 结收集的电流必须经过表 面薄层再流入最靠近的金属导线， 这就是一条存在电阻的路线， 显然通过金属线的密布可以 使串联电阻减小。一定的串联电阻 RS 的影响是改变 IV 曲线的位置 八 金属栅和光反射 在前表面上的金属栅线不能透过阳光。为了使 ISC 最大，金属栅占有的面积应最小。为了使 RS 小，一般是使金属栅做成又密又细的形状。 因为有太阳光反射的存在，不是全部光线都能进入 Si 中。裸 Si 表面的反射率约为 40%。使 用减反射膜可降低反射率。对于垂直地投射到电池上的单波长的光，用一种厚为 1/4 波长、 折射率等于 （n 为 Si 的折射率）的涂层能使反射率降为零。对太阳光，采用多层涂层能 得到更好的效果。 本资料来源于网络，版权归原著作所有，禁止使用于一切商业行为，仅供交流学习用！请在下载后24小时内删除！