摘要
硅异质结(SHJ)太阳电池是目前最热门的高效晶体硅太阳电池之一，减薄晶体硅基底制作具有轻质可弯曲特征的超薄SHJ太阳电池是降低SHJ电池生产成本的重要方向之一。超薄SHJ太阳电池基于氢化非晶硅薄膜出色的钝化性能仍能保持较高的光电转换效率，但由于晶体硅基底减薄导致的红外光谱响应降低限制了SHJ太阳电池短路电流及转换效率的提升，因此采取有效的陷光方法提升超薄SHJ太阳电池红外光谱响应对进一步提升转换效率至关重要。 本论文提出通过在超薄SHJ太阳电池背面制备不同的背反射结构来提升电池的红外光谱响应，主要研究内容分为以下三部分: (1)背反射结构的设计制备。结合超薄SHJ太阳电池背面IWO薄膜的光学参数设计制备了IWO/Ag和IWO/SiOx/Ag两种复合背反射结构。研究结果显示，IWO薄膜和金属Ag薄膜直接接触会造成强烈的寄生吸收使得IWO/Ag结构在900-1200nm波段平均反射率低于60％，而IWO/SiOx/Ag结构在该波段的平均反射率高于90％，表明SiOx介电薄膜对IWO和Ag两者的阻隔可以有效避免界面等离子体共振的吸收，从而充分发挥金属Ag薄膜的反射特性。 (2)金属纳米颗粒的制备与形貌表征。尝试利用银纳米颗粒(Ag NPs)的表面等离子体激元效应进一步提升背反射结构的漫反射能力，探索目标尺寸为100nm银纳米颗粒的制备条件。研究结果表明，12nm的金属Ag薄膜在平面和绒面衬底上都形成了符合目标尺寸的AgNPs，该厚度的Ag薄膜是185℃退火条件下制备AgNPs的较佳选择。 (3)不同背反射结构在超薄SHJ太阳电池中的应用。将Ag、SiOx/Ag、嵌入Ag NPs的SiOx/Ag三种背反射结构制备在超薄SHJ太阳电池背面。研究表明，仅制备金属Ag无法提升超薄SHJ太阳电池红外光谱响应，而制备了SiOx/Ag背反射结构的超薄SHJ太阳电池900-1200nm波段光谱响应显著提升;嵌入Ag NPs的SiOx/Ag背反射结构并不能进一步提升双面制绒超薄SHJ电池的红外光谱响应，仅能帮助没有额外陷光措施的平面超薄SHJ电池提升红外光谱响应。
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