车晋

摘 要：采用AFORS-HET软件对超薄异质结太阳能电池背面场的掺杂浓度、厚度、带隙等参数进行数值模拟和优化，结合实际具体分析了每个参数对超薄异质结电池性能的影响规律，得出了最佳的优化参数。模拟结果表明：对于衬底厚度仅为80 μm的超薄异质结电池，综合考虑理论和实际，得出背面场最佳厚度是20 nm。随着背面场掺杂浓度的增加，电池性能整体先提升后趋于恒定，背面场理论的最佳掺杂浓度范围为7E19。

关键词：纳米晶硅;超薄异质结电池;模拟计算;背面场

在目前光伏市场中主流的钝化发射极和背面电池（Passivated Emitter and Rear Cell，PERC）降本空间越来越小、转换效率越来越接近理论“天花板”的背景下，异质结有望成为下一代商业化光伏生产的候选技术之一。和技术相比，理论上异质结拥有更高的转换效率，最高转换效率已经达到25.6%。目前，异质结电池尚不具备成本优势，可降低的成本主要是低温银浆和硅片的成本，而行业使用的都是150 μm左右的硅片，如果把硅片的厚度降到100 μm以下，成本会大幅度下降。所以，采用超薄硅片的异质结电池必将是发展方向。三洋在2011年就研发了厚度只有98 μm、效率达到22.8%的超薄异质结电池[1]，给超薄异质结电池的可行性提供了强有力的依据。因此，本研究采用AFORS-HET数值模拟软件（该软件具有更高的可靠性[2]），选用厚度为80 μm的N型硅片作为衬底，对超薄异质结电池的性能进行探究和分析，为后续超薄异质结电池的投产提供理论依据。

1    物理模型

AFORS-HET是在半导体材料态密度（Density of States，DOS）模式下对器件进行直流模拟。……