基于氮氧化钛的免掺杂电子选择接触及电镀铜电极在异质结晶硅太阳电池中的应用OA
光伏发电技术是实现“双碳”目标的重要路径,目前光伏市场约95%份额由晶硅太阳电池占据,但仍面临降本增效的问题。基于宽带隙、非硅基的载流子选择性传输层及其构建的晶硅电池被认为是高效率、低成本候选者。本文采用电子束蒸发制备了氮氧化钛(TiO_(x)N_(y))薄膜,并对其结构和光电性能进行表征分析。结果表明,该材料具备宽光学带隙(3.59 eV)、低功函数(4.27 eV)和低电阻率(1.3Ω・cm)等特性,并且与c‑Si/i‑a‑Si:H的最优接触电阻率仅为17.9 mΩ・cm^(2),是一种非常有潜力的电子选择性传输材料。为进一步降低成本,本工作在氮氧化钛上直接进行铜电镀金属化,设计了正面无透明导电氧化物电极的异质结晶硅太阳电池,获得了转换效率23.01%,开路电压712.9 mV,电流密度39.36 mA/cm^(2),填充因子82.02%.本文通过系统性表征和分析表明,器件效率的提升归因于:1)宽带隙TiO_(x)N_(y)电子选择性接触材料与MgF_(2)减反射层组合,替代常用ITO/μc‑SiO_(x):H窗口层能有效降低寄生吸收;2)优化的电镀铜工艺能显著降低接触电阻率,有利于填充因子的提升。上述研究为低成本、高效率的异质结晶硅太阳电池提供一种免掺杂材料和铜电镀结合“无银、无铟”的新型解决方案.
闫禹;王太强;李伟;黄茜;张晓丹;侯国付
南开大学光电子薄膜器件与技术研究所,天津300350 光伏材料与电池全国重点实验室,天津300350 教育部薄膜光电子技术工程研究中心,天津300350 天津市太阳能高效利用重点实验室,天津300350南开大学光电子薄膜器件与技术研究所,天津300350 光伏材料与电池全国重点实验室,天津300350 教育部薄膜光电子技术工程研究中心,天津300350 天津市太阳能高效利用重点实验室,天津300350南开大学光电子薄膜器件与技术研究所,天津300350 光伏材料与电池全国重点实验室,天津300350 教育部薄膜光电子技术工程研究中心,天津300350 天津市太阳能高效利用重点实验室,天津300350南开大学光电子薄膜器件与技术研究所,天津300350 光伏材料与电池全国重点实验室,天津300350 教育部薄膜光电子技术工程研究中心,天津300350 天津市太阳能高效利用重点实验室,天津300350南开大学光电子薄膜器件与技术研究所,天津300350 光伏材料与电池全国重点实验室,天津300350 教育部薄膜光电子技术工程研究中心,天津300350 天津市太阳能高效利用重点实验室,天津300350南开大学光电子薄膜器件与技术研究所,天津300350 光伏材料与电池全国重点实验室,天津300350 教育部薄膜光电子技术工程研究中心,天津300350 天津市太阳能高效利用重点实验室,天津300350
信息技术与安全科学
免掺杂电子选择性接触铜电镀太阳电池
《物理学报》 2026 (13)
P.352-364,13
国家重点研发计划(批准号:2022YFB4200200)天津市科技计划项目(批准号:24ZXZSSS00120,25ZXZSSS00300)高等学校学科创新引智计划(批准号:B16027)中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:63241573,63241568)资助的课题。
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