4.2对太阳电池开路电压的影响

无铝背场时电池的开路电压随着硅片厚度的减小而减小。有铝背场时电池的开路电压则随之增加,但增幅很小。且有铝背场时可比无铝背场时获得明显的开路电压增益, 最小处也可达10 mV；随着硅片厚度的减小,铝背场对太阳电池开路电压的影响也是越来越大。无铝背场结构的背表面的复合速度很高,硅片厚度的减小使这一高复合速度的表面越来越靠近p2n 结,表面复合的增加胜过基体内的复合, 最终导致 Voc降低。

而有铝背场时,硅片厚度的减小同样也会导致高复合速度的表面越来越接近 p2n 结, 但一方面由于p2p+接触势垒的存在,将阻止p区光生电子向背表面运动而发生复合, 这也就等效降低了背表面对光生电子的复合速度；另一方面到达p2p+结两侧的光生载流子也将被 p2p+的内建电场分开,从而建立光生电压。由于这两方面的作用使得在有铝背场情况下,单晶硅太阳电池开路电压随着硅片厚度减小而升高。

4.3 对太阳电池填充因子的影响

填充因子FF是指太阳电池最大功率与开路电压与短路电流乘积的比值, 是评价太阳电池输出特性的一个重要参数。它的值越高,表明太阳电池的输出特性越接近于矩形, 光电转换效率也就越高。

无铝背场时电池的填充因子随着硅片厚度的减小呈现先缓慢增大,而后迅速减小的趋势。有铝背场时电池的填充因子则随之迅速增大。且随着硅片厚度的减小, 铝背场对太阳电池填充因子的影响越来越大。

目前的研究已经证实, 影响太阳电池输出特性的内部因素中, 串、 并联电阻对填充因子的影响最大:串联电阻越小,并联电阻越大, 填充因子则随之变大。另一个影响因素则是日照强度。因而在无铝背场情况下,硅片厚度减小, 使得 Rs值降低,从而填充因子出现增大的趋势。当厚度小于一定值后, 由于不能有效的吸收入射光,导致填充因子急剧下降。在有铝背场情况下,填充因子的这种变化趋势是由于硅片厚度减小与p2p+结均能有效得降低Rs值,从而使得填充因子在硅片厚度减小时迅速增加。

4.4没有铝背场结构时,光电转换效率随着厚度的减小而减小。

有铝背场时光电转换效率则呈现先增大而后减小的趋势,变化幅度很小。有铝背场至少可提高1%的转换效率提升。可以看出, 随着硅片厚度的减小,铝背场对提高太阳电池光电转换效率的作用越来越明显。

5.0结论

1)硅片厚度越小, 铝背场对单晶硅太阳电池输出特性的影响就越大。

2)对没有铝背场结构的电池, 其短路电流随着硅片厚度的减小而降低; 有铝背场结构的电池,其短路电流则先缓慢增大而后减小, 且有铝背场至少取得8%的电流增益。

3)对没有铝背场结构的电池, 其开路电压随着硅片厚度的减小而降低; 有铝背场结构的电池,其开路电压则随之增加, 但增幅很小。且有铝背场结构具有明显的开路电压增益, 至少可获得10 mV 的电压增益。

由此，电池片铝背膜脱落，对于电池片的电性能有较大的影响。（作者微信公众账号：光伏经验网）

附：
参考文献
【1】周继承, 李斐等，铝背场对单晶硅太阳电池输出特性的影响，《半导体光电》2009年12月。
【2】彭银生，刘祖明等，晶体硅太阳电池背场的研究，《云南师范大学学报》，2004年1月。

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