宁波材料所晶体硅电池表面钝化技术及表面减反研究获进展

　　在晶体硅太阳能电池应用中，有效的表面钝化可以极大地降低光生载流子的复合速率，从而提高电池的光电转换效率。与此同时，有效的电池限光结构可以提高入射光在电池内部的光程，提高电池对入射光的吸收率。通常的方法是晶体硅表面的绒面结构，结合前表面的氮化硅减反层来实现。对于传统的丝网印刷铝背场p-Si电池，在电池背表面采用铝背场结构(Al-BSF)，这种电池由于背表面点复合速率比较高，电池的效率较低。要进一步提高电池效率，通常需要对p-Si电池背表面实现有效的钝化，通常可以采用Al2O3作为钝化层。这一额外的Al2O3钝化层制作工艺增加了电池的工艺复杂度，不利于电池成本的缩减。

　　中科院宁波材料技术与工程研究所万青课题组在晶体硅太阳能电池表面减反及表面钝化技术方面取得进展。研究人员首先对单晶硅片进行表面绒面制作，经过清洗处理后，在绒面表面上沉积Al2O3薄膜，通过调整Al203薄膜的厚度可以调整电池表面的反射率。目前获得的最佳平均反射率仅为2.8%，这一数值非常接近生产线上的氮化硅覆盖的绒面结构(STD SiNx)，其平均反射率为~2.9%。

　　与此同时，采用Al2O3作为钝化层，对p型晶体硅片(P-CZ-Si)进行钝化处理，并经过一定温度的钝化激活，硅片的最佳有效少数载流子寿命由钝化前的6μs提升到~3 ms，有效表面复合速率仅为6cm/s。对n型晶体硅片(P-CZ-Si)进行钝化处理，并经过一定温度的钝化激活，硅片的最佳有效少数载流子寿命达到~5 ms，有效表面复合速率仅为4cm/s。

　　研究结果表明，Al2O3薄膜兼具优异的钝化性能及优异的减反性能，从而能够在获得优异硅表面钝化特性的条件下获得优异的电池减反特性，提高电池的光电转换效率，并有效降低电池的工艺成本，有极强的产业化应用前景。该研究结果为探索高效晶体硅电池提供了新的途径。

　　该研究工作得到了国家自然科学基金(11104288)及宁波市自然科学基金(2011A610202)等项目的支持。