硅片厚度對多晶硅太陽電池的性能有什么影響？

為了進一步降低多晶硅太陽電池的成本，研究了硅片厚度對多晶硅太陽電池的短路電流密度、開路電壓和效率的影響?？梢钥闯?，在保證多晶硅太陽電池性能不變或者提高的前提下，硅片厚度可以減小到200um，如果繼續減小厚度，電池的性能將會下降。

1、提高太陽電池的光電轉換效率和降低成本是太陽電池研究的主要方向

薄膜太陽電池能夠大幅度降低材料的用量，是降低太陽電池成本最有效的手段。多晶硅太陽能電池在世界太陽能電池市場中占一半左右的份額。所以，在保證太陽電池性能不變甚至提高的前提下，減少多晶硅太陽電池硅片厚度對降低光伏能源的成本具有重要意義。

2、硅片厚度對短路電流Jsc的影響

當使用更薄的多晶硅片時，要面臨的一個問題是表面的復合與基區的材料質量。已經有實驗證實，在使用SiNx作為前表面鈍化層和Al作為背面場（BSF）時，當多晶硅片厚度大于200um，Jsc與硅片厚度是相互獨立的關系，只有硅片厚度小于200um，Jsc才隨著厚度的減少而減少。BSF能阻礙光生少子向背表面運動，降低背表面復合，有利于p/n結對載流子的收集。厚度低時，基體對入射光的吸收減少，此時BSF對太陽電池的短路電流密度的影響就更明顯。SiNx作為前表面鈍化層可以降低表面復合并且提高基區材料的質量。但是，當硅片厚度很低時，很低低能量光子將穿過硅片而不能被吸收，Jsc會出現降低的趨勢。

3、硅片厚度對開路電壓Voc的影響

在多晶硅太陽電池的背面使用AL-BSF時，如果硅片厚度大于200um，開路電壓Voc與硅片厚度就是獨立的關系。Voc是溫度T、光生電力Jl（理想情況下它等于Jsc）還有還有飽和電流Jo的函數：

一個硅太陽電池的飽和電流Jo取決于有效的復合速度?；鶇^對于飽和電流的作用可以表示為：

如果硅片基區厚度Wp與基區擴散長度Lp有的關系為：Wp》》Lp時，那么

Fp變成常數1，硅片厚度對Voc的影響就被抵消了，所以，硅片比較厚時，Voc與硅片厚度相互獨立。

4、硅片厚度效率的影響

在硅片厚度大于200um時，使用AL-BSF的多晶硅太陽電池的效率是與硅片厚度相互獨立的。對于厚度小于200um的硅片，高基區質量的太陽電池效率會隨著厚度減小而減少，對于低基區質量的太陽電池，效率仍然是常數。

5、結論

在標準的工業出來條步驟下，200um的硅片厚度是多晶硅太陽電池性能減少的起始點。當多晶硅片厚度小于200um時，多晶硅太陽電池的主要電學參數開始減少。在降低硅片厚度以減少光伏成本時，要使用有效的表面鈍化方法來減少表面復合與提高基區質量。