太阳能光伏电池暗电流的研究

太阳能光伏电池暗电流的研究1、引言 在没有光照的条件下，给ＰＮ结加反偏电压（Ｎ区接正，Ｐ区接负），此时会有反向的电流产生，这就是所谓的暗电流。对太阳能电池而言，暗电流不仅仅包括反向饱和电流，还包括薄层漏电流和体漏电流。反向饱和电流是指给ＰＮ结加一反偏电压时，外加的电压使得ＰＮ结的耗尽层变宽，内建电场变大，电子的电势能增加，Ｐ区和Ｎ区的多数载流子数载流子（Ｐ区多子为空穴，Ｎ区多子为电子）就很难越过势垒，因此扩散电流趋近于零，但是由于结电场的增加，使得Ｎ区和Ｐ区中的少数载流子更容易产生漂移运动。在这种情况下，ＰＮ结内的电流由起支配作用的漂移电流决定。漂移电流的方向与扩散电流的方向相反，表现在外电路上有—个流入Ｎ区的反向电流，它是由少数载流子的漂移运动形成的。由于少数载流子是由本征激发而产生的，在温度一定的情况下，熟激发产生的少子数量是一定的，电流趋于恒定。太阳能电池片可以分３层，即薄层（即Ｎ区），耗尽层（即ＰＮ结），体区（即Ｐ区）。复合的过程始终伴随着载流子的定向移动，必然会有微小的电流产生，这些电流对测试所得的暗电流的值是有贡献的，由薄层贡献的部分称之为薄层漏电流，由体区贡献的部分称之为体漏电流。 ２、实验及分析 在太阳能电池实际生产中，暗电流高的电池比例偏高，同碎片率一样，是影响电池成品合格率的两大主要因素之一。这些电池产生的原因多种多样极其复杂，我们经过长期大量的实验，分析了暗电流高与５Ａ电池产生的具体原因，并在生产中提出了相应的解决办法。 ２.１硅片内在质量原因 铸造多晶硅相对直拉单晶硅的制备工艺简单，成本较低，但控制杂质和缺陷的能力也较弱。铸造多晶硅中的氧、碳、氮、氢及金属杂质和高密度的晶界、位错以及微缺陷都有可能造成电池反向电流的增加。所以，在铸锭过程中应严格控制硅料的杂质含量，优化铸锭工艺，严格控制硅锭的杂质含量和电阻率等参数，严格控制微晶缺陷产生。图１显示的是经过线锯切割后受损伤的硅片表面情况，表面完全与硅基体剥离，大大影响了硅基体表面性质。