陈 云,蔡厚道

(江西科技学院智能工程学院，江西南昌 330098)

太阳电池可以看成是一个吸收太阳光的半导体两端分别连接着一个选择性接触。其中空穴选择性接触输运空穴阻挡电子，而电子选择性接触输运电子阻挡空穴[1]。钝化半导体表面缺陷保证了光生载流子在复合之前能够输运接触。高效的载流子选择性接触和优异的表面钝化性能是太阳电池取得高的光电转换效率的两个关键因素[2]。基于非晶硅薄膜的硅异质结(silicon heterojunction，SHJ)太阳电池是高效硅太阳电池的典型代表，其器件结构中的本征非晶硅薄膜有效钝化晶体硅(c-Si)表面，掺杂非晶硅薄膜充当载流子选择性接触，使得电池能够取得高达750 mV 的开路电压[3]和26.3%的转换效率[4]。不过非晶硅薄膜的禁带宽度在1.7～1.8 eV 之间，吸收系数高且缺陷密度大，只需要数nm 就能引起明显的对太阳光谱的紫外和可见光波段的寄生吸收，不能将这部分能量转换为光电流。

利用过渡金属氧化物(transition metal oxide，TMO)如非化学计量比的氧化钼(MoOx，x<3)取代掺杂非晶硅制备SHJ 太阳电池是当前光伏界的研究热点之一。MoOx是一种n 型半导体，禁带宽度约为3.3 eV，功函数高达约6.6 eV，与n 型c-Si 组成n-n 同型异质结[5]。光生空穴将经由n-n 同型异质结输运并被沉积在MoOx上的透明导电氧化物(yransparent conductive oxide,TCO)收集。空穴的高效输运能提高太阳电池的填充因子和转换效率，因此了解基于MoOx空穴选择性接触的SHJ 太阳电池中空穴输运机制对提高太阳电池性能、设计新型太阳电池都有重要意义。本文总结了基于MoOx空穴选择性接触的SHJ 太阳电池研究现状，主要综述此类型太阳电池的空穴输运机制。

1 基于MoOx 空穴选择性接触的SHJ 太阳电池研究现状

采用热蒸发工艺在c-Si 衬底上直接沉积MoOx薄膜时，会在c-Si 和MoOx之间形成一层非晶SiOx中间层，这一中间层对c-Si表面的表面态有一定的钝化效果。为了提升钝化性能，在沉积薄膜之前先在c-Si 表面沉积一层本征非晶硅[(i)a-Si:H]，这是制备SHJ 太阳电池工序中非常重要的一步。因此，基于MoOx空穴选择性接触的SHJ 太阳电池又可分为基于TCO/(n)MoOx/(i)a-Si:H 空穴选择性接触的SHJ 太阳电池和基于TCO/(n)MoOx空穴选择性接触的SHJ太阳电池。……