بهینه سازی طراحی دووجهی سلول خورشیدی HIT روی زیرلایه های سیلیکون نوع p توسط شبیه سازی HIT Design optimization of bifacial HIT solar cells on p-type silicon substrates by simulation
- نوع فایل : کتاب
- زبان : فارسی
- ناشر : الزویر Elsevier
- چاپ و سال / کشور: 2008
توضیحات
چاپ شده در مجله مواد انرژی خورشیدی و سلول های خورشیدی – Solar Energy Materials and Solar Cells
رشته های مرتبط مهندسی برق و انرژی، انرژی های تجدیدپذیر، فناوری های انرژی، مهندسی الکترونیک
۱٫ مقدمه بر اساس یک جذب کننده سیلیکون نوع n Czochralski، SANYO Ltd، یک سلول خورشیدی ناهمگون سیلیکون به نام پیوند ناهمگون با لایه نازک ذاتی (HIT) با راندمان بیش از ۲۰٪ را توسعه داده است [۱]. ساخت HIT شامل رسوب لایه های سیلیکن بی نظم نازک هیدروژنه (a-Si:H) در هر دو طرف یک ویفر بلوری سیلیکون (c-Si) با کیفیت بالا با رسوب بخار شیمیایی پلاسما-ارتقا یافته می شود. این فرآیند می تواند رویینگی سطح عالی و تشکیل اتصال P-N را به طور همزمان تحقق بخشد. درجه حرارت پردازش کم (C° ۲۰۰<) مانع از تخریب ویژگی های حجمی زیرلایه می شود که معمولاً در فرآیندهای درجه حرارت بالا مشاهده می شود. علاوه بر این، در مقایسه با سلول های خورشیدی منتشر شده معمولی، سلول های خورشیدی HIT دارای ضریب دمای بهتر و ولتاژ مدار باز بالاتر [۲-۴] می شوند. به این دلایل، سلول های خورشیدی HIT به طور گسترده بررسی شده اند. اگر چه طرح اصلی SANYO از زیرلایه نوع n به عنوان جاذب سلول خورشیدی HIT استفاده نمود، ، به دلیل محبوبیت آن در صنعت فتوولتائیک، تحقیقات فعلی روی توسعه سلول خورشیدی HIT در یک زیرلایه نوع p تمرکز نموده است [۵-۷]. با این حال، عملکرد ضعیف تری برای دستگاه های ساخته روی c-Si(p) در مقایسه با دستگاه های ساخته روی c-Si(n) مشاهده شد. با توجه به باند ظرفیت بزرگ جبران [۸،۹] این به اثر میدان سطح پشت (BSF) ضعیف در c-Si(p)/a-Si:H(p+) نسبت داده شد. به تازگی، NREL یک عملکرد مناسب و معقول HIT را روی c-Si(p) با استفاده از a-Si:H(p+) BSF [10] به دست آوردند که نشان می دهد تحقیقات بیشتری برای درک کامل عوامل موثر بر عملکرد سلول خورشیدی HIT مبتنی بر-c-Si(p) لازم است، اگر چه چنین کارهایی تا حد زیادی [۱۱،۱۲] انجام شده است.
رشته های مرتبط مهندسی برق و انرژی، انرژی های تجدیدپذیر، فناوری های انرژی، مهندسی الکترونیک
۱٫ مقدمه بر اساس یک جذب کننده سیلیکون نوع n Czochralski، SANYO Ltd، یک سلول خورشیدی ناهمگون سیلیکون به نام پیوند ناهمگون با لایه نازک ذاتی (HIT) با راندمان بیش از ۲۰٪ را توسعه داده است [۱]. ساخت HIT شامل رسوب لایه های سیلیکن بی نظم نازک هیدروژنه (a-Si:H) در هر دو طرف یک ویفر بلوری سیلیکون (c-Si) با کیفیت بالا با رسوب بخار شیمیایی پلاسما-ارتقا یافته می شود. این فرآیند می تواند رویینگی سطح عالی و تشکیل اتصال P-N را به طور همزمان تحقق بخشد. درجه حرارت پردازش کم (C° ۲۰۰<) مانع از تخریب ویژگی های حجمی زیرلایه می شود که معمولاً در فرآیندهای درجه حرارت بالا مشاهده می شود. علاوه بر این، در مقایسه با سلول های خورشیدی منتشر شده معمولی، سلول های خورشیدی HIT دارای ضریب دمای بهتر و ولتاژ مدار باز بالاتر [۲-۴] می شوند. به این دلایل، سلول های خورشیدی HIT به طور گسترده بررسی شده اند. اگر چه طرح اصلی SANYO از زیرلایه نوع n به عنوان جاذب سلول خورشیدی HIT استفاده نمود، ، به دلیل محبوبیت آن در صنعت فتوولتائیک، تحقیقات فعلی روی توسعه سلول خورشیدی HIT در یک زیرلایه نوع p تمرکز نموده است [۵-۷]. با این حال، عملکرد ضعیف تری برای دستگاه های ساخته روی c-Si(p) در مقایسه با دستگاه های ساخته روی c-Si(n) مشاهده شد. با توجه به باند ظرفیت بزرگ جبران [۸،۹] این به اثر میدان سطح پشت (BSF) ضعیف در c-Si(p)/a-Si:H(p+) نسبت داده شد. به تازگی، NREL یک عملکرد مناسب و معقول HIT را روی c-Si(p) با استفاده از a-Si:H(p+) BSF [10] به دست آوردند که نشان می دهد تحقیقات بیشتری برای درک کامل عوامل موثر بر عملکرد سلول خورشیدی HIT مبتنی بر-c-Si(p) لازم است، اگر چه چنین کارهایی تا حد زیادی [۱۱،۱۲] انجام شده است.
Description
۱٫ Introduction Based on an n-type Czochralski silicon textured absorber, SANYO Ltd. has developed a silicon heterojunction solar cell called heterojunction with intrinsic thin layer (HIT) with an efficiency over 20% [1]. Fabrication of HIT involves depositing thin hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) layers on both sides of a high-quality crystalline silicon (c-Si) wafer by plasma-enhanced chemical vapour deposition. This process can realize excellent surface passivation and p–n junction formation simultaneously. The low processing temperature (o200 1C) prevents the bulk property degradation of the substrate that is usually observed in high-temperature processes. Further, compared with the conventional diffused solar cells, HIT solar cells have a better temperature coefficient and a higher open-circuit voltage (VOC) [2–۴]. For these reasons, HIT solar cells have been extensively investigated. Although SANYO’s original design used an n-type substrate as the absorber for the HIT solar cell, current researches concentrate on developing the HIT solar cell on a p-type substrate, because of its popularity in the photovoltaic industry [5–۷]. However, inferior performance was observed for devices fabricated on c-Si(p) as compared with those on c-Si(n). This was once attributed to the poor back surface field (BSF) effect at the c-Si(p)/a-Si:H(p+) interface due to the large valence band offset there [8,9]. Recently, NREL obtained a decent HIT performance on c-Si(p) utilizing the a-Si:H(p+) BSF [10], which suggests that a further investigation is necessary to fully understand the factors that affect the performance of the c-Si(p)-based HIT solar cell, although such work has been carried out to some extent [11,12].
