基于BiFeO3/ITO复合膜表面钝化的黑硅太阳电池性能研究

• 作者: 周丹丹 张化宇 张维丽 李冬霜 檀满林 王根平 符冬菊 陈建军 马清
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 黑硅太阳电池 铁酸铋薄膜 表面钝化
• 年，卷（期）: 2017,（16）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 294-304
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.66.167701

摘要

采用金属银辅助化学刻蚀法在制绒的硅片表面刻蚀纳米孔形成微纳米双层结构,以期获得高吸收率的太阳能电池用黑硅材料.鉴于微纳米结构会在晶硅表面引入大量的载流子复合中心,利用磁控溅射技术在黑硅太阳电池表面制备了BiFeO3/ITO复合膜,并对其表面性能和优化效果进行了探索.实验制备的具有微纳米双层结构的黑硅纳米线长约180—320 nm,在300—1000 nm波长范围内入射光反射率均在5%以下.沉积BiFeO3/ITO复合薄膜后的黑硅太阳能电池反射率略有提高,但仍然具有较强的光吸收性能;采用BiFeO3/ITO复合膜的黑硅太阳能电池开路电压和短路电流密度分别由最初的0.61 V和28.42 mA/cm2提升至0.68 V和34.57 mA/cm2,相应电池的光电转化效率由13.3%上升至16.8%.电池综合性能的改善主要是因为沉积BiFeO3/ITO复合膜提高了电池光生载流子的有效分离,从而增强了黑硅太阳电池短波区域的光谱响应,表明具有自发极化性能的BiFeO3薄膜对黑硅太阳能电池的表面性能可起到较好的优化作用.