Células solares TOPCon con óxido de silicio ultrafino SiOx La película y la capa de polisilicio dopado con fósforo tienen un límite de eficiencia teórico de hasta el 28,7 %, lo que la convierte en una tecnología de investigación de gran interés en la industria. Las células TOPCon muestran una superioridad calidad de pasivación en la interfaz de contacto metal-silicio, con mayor transportador selectividad y menor tasa de recombinación. Sin embargo, n+Poli capas de diferentes espesores afectará a la microestructura formado por el contacto metalizado, el efecto de pasivación y el rendimiento eléctrico de la célula.

El polisilicio dopado suele cristalizarse a partir de una capa de silicio amorfo (Si-a) tras un tratamiento térmico a alta temperatura. Normalmente, los métodos de preparación incluyen PECVD, LPCVD, CVD a presión atmosférica, CVD a alta presión, pulverización catódica y evaporación por haz de electronesEl estudio de los parámetros del contacto de pasivación, como las propiedades estructurales y el espesor de la película de SiOx y la capa de polímero, así como su metalización, permite obtener información valiosa sobre la influencia de los parámetros del proceso de preparación de la deposición en la capa de polímero y el rendimiento de la celda.

Diagrama esquemático de la estructura de la célula solar TOPCon

Al controlar los defectos de la interfaz de la película de SiOx y la concentración de dopaje de la capa de Poly, la capa de Poly dopada puede obtener una buena rendimiento de pasivación y bajo resistividad de contacto. El espesor La capa de polietileno se puede modificar controlando el método de deposición. Los diferentes espesores afectarán la densidad de corriente de saturación, el compuesto de metalización y la resistividad de contacto ρc del emisor.

A continuación medimos y analizamos capas de polisilicio Poly con espesores de 30 nm, 50 nm, 70 nm y 100 nm.

Resistencia laminar R□

Cuando el espesor de la capa n+Poli disminuye de 100 nm a 30 nm, la resistencia laminar (R□) de la celda aumenta de 45,1 a 57,2 Ω/cuadrado. Esto se debe a que el espesor de la capa de Poli determina la cantidad total de dopajeAunque la superficie concentración de dopaje es lo mismo, a medida que el espesor continúa aumentando, la cantidad total de dopaje también aumenta, lo que da como resultado un disminución de la resistencia de la lámina de la célula.

Diagrama de resistencia laminar de células solares TOPCon con diferentes espesores de capa n+Poly

Resistividad de contacto ρc

Cuando el espesor de la capa de n+Poli aumenta de 30 nm a 100 nm, la resistividad de contacto disminuye significativamente. A medida que aumenta el espesor, la resistividad total... concentración de dopaje También aumenta, lo que reduce el ancho de la región de agotamiento dentro de la oblea de silicio y promueve el efecto túnel cuántico de los portadores a través de la barrera Schottky. Una capa de polietileno más gruesa puede proporcionar más dopando átomos y reducir la resistividad del contacto.

Diagrama de resistividad de contacto ρc de células solares TOPCon con diferentes espesores de capa n+Poly

Parámetros IV

La capa más delgada de n+Poly (30 nm) no puede proporcionar suficiente concentración de dopaje y efecto de pasivación, lo que da como resultado una menor eficiencia Eff y voltaje de circuito abierto VocCuando el espesor de la capa n+Poli es de 70 nm y 100 nm, la eficiencia Eff, el voltaje de circuito abierto Voc y factor de llenado FF de la celda solar son óptimos. Esto demuestra que estos dos espesores pueden proporcionar un buen rendimiento eléctrico y un equilibrio. concentración de dopaje y características de resistencia.

Tabla IV. Parámetros de células solares TOPCon con diferentes espesores de capa n+Poly

IV Parámetros de las células solares TOPCon con diferentes espesores de capa n+Poly

De lo anterior, se puede concluir que el grosor de la capa de polietileno tiene un impacto significativo en el rendimiento eléctrico de las células solares TOPCon. Las capas de polietileno más gruesas presentan una menor resistencia laminar y proporcionan una mayor conductividad. Esto también demuestra que, al diseñar y fabricar células solares, Es necesario optimizar el espesor de la capa Poly, lo cual es fundamental para lograr células solares TOPCon de alta eficiencia..