通常情况下,电子空穴对的产生越靠近p-n结,越容易收集。“收集载流子”是那些当V=0时产生的电流。电子空穴对在结扩散长度内被收集的概率比较大,原因是越靠近PN结,电子空穴对就越容易被拆开。
图2-2:理想电子短路电流通过p-n结。
图2-3:可能的电子空穴对复合,没有复合的载流子收集。
3.0铝背场的作用
晶体硅(单晶、多晶)太阳能电池的主体结构为晶体硅材料,前表面印刷了栅线状的银作为负电极;而背面除了2根银电极外,其余都是铝,我们称之为铝背场,由丝网印刷铝浆料,在800多度的高温下采用合金化工艺烧结成型。 铝背场的作用是: 一:与P型的晶体硅衬底形成P++结,减少少子复合,提高少子扩散长度; 二:形成合金背场,对长波部分光线具有一定程度的反射作用,增加光电转换效率; 三:是导电作用。
4.0铝背场对电池片的影响
4.1对太阳电池短路电流的影响
随着硅片厚度的减小, 无铝背场结构的太阳电池的短路电流随之降低, 有铝背场结构的电池短路电流随硅片厚度的减小先缓慢增大而后减小。比较分析发现,随着硅片厚度的减小, 铝背场的作用越来越大, 且有铝背场结构的太阳电池至少取得8%的电流增益。
单晶硅太阳电池要吸收 99%的光所需要的吸收厚度为384 Lm。在 50~ 350 Lm 厚度范围内,随太阳电池厚度的减小,基体不能充分地吸收入射光, 从而影响产生电子空穴对数目, 导致太阳电池的短路电流降低。有铝背场时, 只有硅片厚度小于 200 Lm 时, 才能很明显地观察到短路电流随着硅片厚度的减小而减小,而硅片厚度在200Lm和350Lm之间时,Isc基本不变。I sc的这种变化趋势,本文认为是由于铝背场的高反射率所致。一方面,由于铝背场有助于减小金属与半导体间的接触电阻,从而降低 Rs值, 提高I s c;另一方面,硅片厚度小于300 Lm,基体不能完全地吸收入射光,部分光到达铝背场处,由于发生高内背表面反射,这种作用的最终结果是基体内总的光生载流子数目几乎不变。且由于硅片厚度变薄, 电子空穴对的产生更接近p2n(即p++p+,铝背场作为p++层)结, 因而更有利于 p2n结对载流子的收集。大量的实验证实, 铝背场的这种效应能提高短路电流。