黑硅太阳能电池SiO2/SiNx叠层钝化膜提升效率研究

该篇论文深入探讨了黑硅太阳能电池中SiO2/SiNx叠层钝化膜对其性能的关键影响。由郭婉、赵增超等研究人员在中国科技论文在线上发表的研究指出，黑硅作为一种新型太阳能电池材料，其表面特性对电池效率至关重要。黑硅电池由于具有高吸收率和低表面反射，理论上能提高能量转换效率，但其粗糙表面容易引发表面复合问题，降低了效率。 文章中，作者通过银纳米粒子辅助刻蚀技术制备出大面积（156×156mm²）的黑硅太阳能电池，对比了未经钝化处理的情况，发现其转换效率仅为12.9%。进一步实验表明，采用单一的SiO2钝化膜处理可以将效率提升至16.0%，而SiNx:H的钝化处理则带来16.4%的效率提升。这种优化在于SiO2的钝化作用可以减少表面杂质，降低俄歇复合，这是一种由于电子从缺陷或杂质陷阱返回价带而导致的能量损失现象。 尤为重要的是，研究发现通过SiO2/SiNx:H的叠层钝化处理，黑硅太阳能电池的效率能够达到16.8%，相较于单层钝化膜，表现出更好的性能。SiNx:H层的加入不仅增强了钝化效果，还有效地抑制了复合中心复合，这是黑硅电池内部非辐射复合的主要来源之一，进一步提高了电池的整体性能。 论文的核心研究内容集中在表面钝化策略上，它不仅关乎电池的能效，还关系到电池的稳定性、耐久性和成本效益。通过优化的SiO2/SiNx:H组合，作者揭示了一种可能提高黑硅太阳能电池经济性和效率的有效途径。此外，文中还提及了中图分类号为O4715，表明这篇研究属于太阳能电池领域的理论与技术研究，对于该领域的发展具有重要的学术价值。 这篇论文提供了一种通过精细的钝化技术来改进黑硅太阳能电池性能的方法，这在寻求更高效、低成本的清洁能源解决方案中具有重要意义。