电性能参数

太阳能电池参数一、基础知识当P-N结受光照时，将产生光生载流子，能引起光伏效应的是本征吸收所激发的少数载流子。因P区产生的光生空穴，N区产生的光生电子属多子，都被势垒阻挡而不能过结。只有P区的光生电子和N区的光生空穴和结区的电子空穴对（少子）扩散到结电场附近时能在内建电场作用下漂移过结。光生电子被拉向N区，光生空穴被拉向P区，即电子空穴对被内建电场分离。这导致在N区边界附近有光生电子积累，在P区边界附近有光生空穴积累。它们产生一个与热平衡P-N结的内建电场方向相反的光生电场，其方向由P区指向N区。此电场使势垒降低，其减小量即光生电势差，P端正，N端负。于是有结电流由P区流向N区，其方向与光电流相反。实际上，并非所产生的全部光生载流子都对光生电流有贡献。设N区中空穴在寿命τp的时间内扩散距离为Lp，P区中电子在寿命τn的时间内扩散距离为Ln。Ln+Lp=L远大于P-N结本身的宽度。故可以认为在结附近平均扩散距离L内所产生的光生载流子都对光电流有贡献。而产生的位置距离结区超过L的电子空穴对，在扩散过程中将全部复合掉，对P-N结光电效应无贡献。太阳电池的光谱响应曲线二、太阳能电池性能的重要参数及影响工序1、五个重要参数Rsh：由表面粘污而产生沿着电池边缘的表面漏电，沿着位错和晶界间的不规则扩散或电极金属化扩散后沿着微观裂缝、晶粒间界、晶体缺陷而形成的漏电Rs：串联电阻，其来源可以是引线、金属接触栅或电池体电阻（后清洗工序）。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。Uoc：当太阳电池处于开路状态时，对应光电流的大小产生电动势，这就是开路电压Isc:光照下的P-N结，外电路短路时，从P端流出，经过外电路，从N端流入的电流称为短路电流Isc。Irevl：有光照后，内建电场减小，由电子和空穴因扩散而产生的电流成为暗电流，过0.00E+002.00E-014.00E-016.00E-018.00E-011.00E+003005007009001100QE\IQEwavelengthspectrulresponse系列1系列2系列1系列2大会失效。FF：ImVmIscVoc∗100%2、影响工序（1）、前清洗工序1）腐蚀不足：金属及表面缺陷未去除干净，导致电子空穴对复合几率变大（但另一方面，表面缺陷未去除干净，陷光效果更好，从这个角度Isc是更大的。但是对太阳能电池来说电子空穴对复合的影响程度更大），Uoc减小，总体会导致FF、EFF降低。2）腐蚀过多：晶粒间的晶列会更明显（表面凹凸不平度增加），导致不规则扩散，从而导致漏电，Rsh变小失效。3）多孔硅去除不干净：也属于表面未去除干净。（2）、扩散工序1）方阻过小：即掺杂浓度越高，体电阻及接触电阻越小，也就是Rs越小，但是电子空穴复合几率变大，会导致Isc变小、Uoc变大，从而导致EFF降低。2）方阻过大：即掺杂浓度越低，体电阻及接触电阻越大，也就是Rs越大，而电子空穴复合几率变小，会导致Isc变大、Uoc变小，从而EFF会变大。（Isc主要跟电子空穴的复合有关，Uoc主要是跟掺杂有关）（3）、后清洗工序1）刻蚀不足：硅片边缘被扩散的到地方没有去除干净，会导致漏电（流过Rsh的电流和暗电流），Rsh变小失效，暗电流失效。2）过刻：在边缘地方的PN结被刻蚀，会导致部分结区短路，同样会导致漏电，Rsh失效，暗电流失效。3）清洗不干净：（表面有杂质）会导致Rsh变小。（4）、PECVD工序膜厚异常：PECVD镀膜主要是为了减反射，对应某一种膜厚实际上只能减少相应频率的入射太阳光的反射率，膜厚异常减反效果会变差。由于太阳光是混合光，因此实际生产中膜厚是通过实验来确定的（蓝绿光强度最强）。膜厚异常将会导致Uoc、Isc变小，从而导致FF、EFF降低。（5）、丝网1）铝背电场：背电场重量过大，导致烧结翘曲；过小，对内建电场的增加程度变小将会导致Uoc变小，另外过小，背电场吸杂能力变小，Isc变小。2）温度：烧结温度过小，正电极（Ag浆）/背电极(Ag-Al浆)跟硅片接触不良，接触电阻变大导致Rs变大；背电场掺杂到硅片内部变小，导致Uoc降低。烧结温度过高,正电极会穿透PN结，导致Rsh变小；背电场浓度不均匀，会烧结翘曲，同时Uoc变小。3）Ag浆：颗粒大，容易渗漏，形成比较好的欧姆接触，但是会造成表面缺陷增大，Uoc变小，Isc变小，从而导致FF、EFF降低。颗粒过小的表面能大，烧结会更容易成块，会导致Rs变大。4）铝刺：铝带在传送硅片的时候，将铝浆留在铝带支点上，会将铝浆粘粘到下一片硅片上，形成铝刺，不会影响电性能，会影响表面外观。