SiO2薄膜钝化提升太阳电池电学性能：模拟与对比研究

本文探讨了二氧化硅(SiO2)薄膜在晶体硅(C-Si)太阳电池中的应用及其对电学性能的重要影响。作者使用了PCID软件对SiO2/SiNx组成的双层膜结构进行了模拟，以深入理解薄膜对太阳电池的关键参数如前表面复合速率和体寿命的敏感性。 研究发现，当硅片的前表面复合速率超过10^4 cm/s时，电池的输出特性会呈现出线性衰减的趋势，这意味着过高的复合速率会导致电性能下降。另一方面，电池的开路电压和短路电流在体寿命小于30微秒的情况下，随着体寿命的增加呈现线性增长，这表明良好的体寿命对于提高电池效率至关重要。 在钝化效果方面，对比了SiO2、SiNx单独使用和SiO2/SiNx双层膜三种不同的钝化方式。结果显示，SiO2/SiNx复合膜钝化的硅片在经过退火处理后，显著提高了少子寿命，这在电池性能上表现为短路电流、开路电压、光电转换效率和量子效率的显著提升。因此，使用双层膜结构，尤其是含有SiO2和SiNx的组合，能有效优化晶体硅太阳电池的整体性能，对于提高太阳能电池的稳定性和效率具有重要的理论指导意义。 这项研究强调了在设计和制造太阳电池时，选择适当的钝化薄膜材料和控制其厚度对于优化电学性能的重要性，尤其是在追求高效、长寿命的太阳能设备发展过程中。这对于推动太阳能技术的进一步发展和商业化应用具有实际价值。