Abstract
In this study, we focus on the influence of the contact properties between Indium Tin oxide (ITO) and hydrogenated amorphous Silicon (a-Si:H) on the performance of a-Si:H/c-Si HeteroJunction (HJ) solar cells. We experimentally found that an increase of the (p) a-Si:H layer thickness can improve the open-circuit voltage (Voc) but also and especially the Fill-Factor (FF) of the cell. Thanks to simulation we propose an explanation of this unexpected increase. The deposition of ITO with low effective workfunction on (p) a-Si:H actually leads to a depletion of the emitter of the cell, which results in an increase of its effective activation energy and of its resistance affecting Voc and FF. Thanks to this new insight we give guidelines which can help to further optimize the HJ front stack
چکیده
در این مقاله، اثرات خواص تماس بین اکسید ایندیوم قلع (ITO)و سیلیکون آمورف هیدروژنه شده (a-Si:H) در عملکرد سلول های خورشیدی ناهمگون (HJ) یعنی a-Si:H/c-Si بررسی شده است. به طور تجربی این مقاله نشان داده است که افزایش ضخامت لایه (p) در a-Si:H می تواند ولتاژ مدار باز (VOC) را بهبود دهد بلکه فاکتور پرکردن (FF) سلول را نیز بهبود می دهد. با توجه به شبیه سازی ما یک توضیح از این افزایش غیر منتظره پیشنهاد داده ایم. رسوب ITO با کارایی کم بر (p) a-Si:H در واقع منجر به کاهش امیتر (الكترون فشانی) سلول می شود، که در نتیجه به طور موثر منجر به افزایش انرژی فعال سازی آن می شود و مقاومت آن مقادیر VOC و FF را تحت تاثیر قرار می هد. نتایج این بینش جدید ما را رهنمود می سازد که بیشتر به بهینه سازی پشته HJ کمک نماییم.
1-مقدمه
علاقه مندی زیادی به استفاده از سلول های خورشیدی ناهمگون (HJ) سیلیکنی نامنظم هیدروژنه شده (a-Si:H)/ بلوری سیلیکون (c-Si) به دلیل راندمان بالای آنها (> 20٪) در سیستمهای بزرگ جهت اعمال آنها در یک فرآیند ساخت صنعتی ایجاد شده است [1]. عملکرد سلول HJ نشان داده شده در شکل 1 به شدت به غلظت دوپینگ، چگالی حجمی و ضخامت های مربوطه از لایه های (p) a-Si:H/ (i) a-Si:H که شکل گیری امیتر سلولها را تعیین می کنند، بستگی دارد. در واقع، اصلاح خواص آنها برروی حمل و نقل حامل جریان در محل اتصال (نوترکیبی، اثر میدانی) و تولید روشنایی [2-4] تاثیر می گذارد. علاوه بر این، خواص دقیق رسانای اکسید (TCO) الکتریکی (عمدتا عملکرد موثر (EWF) و هدایت آن) و نوری (شفافیت، جذب) نیز برای بهینه سازی کامل امیتر سلوها باید در نظر گرفته شوند...