高效单晶电池工艺之五

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背场

    增加背电场是提高电池效率的有效途径。如在p型材料的电池中，背面增加一层p+浓掺杂层，形成p+-p的结构，那么在p+-p的界面就产生了一个由p区指向p+的内建电场。假设p+区杂质强电离，那么这个内建电场的电压为 ，式中NA+和NA分别为p+区和p区的电离杂质浓度。由于这个内建电场所分离出的光生载流子的积累，形成一个以p+端为正，p端为负的光生电压，这个光生电压与电池结构本身的pn结两端的光生电压极性相同，从而提高了开路电压Voc。另外，由于背电场的存在，使光生载流子受到加速，这也可以看作是增加了载流子的有效扩散长度，因而增加了这部分少子的收集几率，短路电流Jsc也就得到提高。另外，背电场的存在迫使少数载流子远离表面，复合率降低，使暗电流减少。

     制作背面场的方法较多，如蒸铝烧结、浓硼或浓磷扩散等。其中，在电池背面采用定域扩散制背场具有较好的优越性，既产生了内建电场，同时又减少了电极与基体接触面积，使金属与半导体界面的高复合速率区域大大减少。并且相对于背面全扩散浓掺杂结构，定域掺杂由于大大减少了浓掺杂面积（一般只占全背面积的1～2％），所以也大大降低了背面的表面复合，因而更好地提高了太阳电池的性能。