雙面太陽能電池背面真的能發電嗎?

2020-11-22 北極星太陽能光伏網

北極星太陽能光伏網訊:晶體矽太陽電池實際上是一個大的平面二極體，就n型電池而言，電池的基體是n-Si，基體的前表面通過擴散重摻雜形成p+發射極，p+發射極與n-Si基體接觸形成p+-n結，基體的背表面通過擴散或者離子注入重摻雜形成n+背場，n+背場與n-Si基體接觸形成n+-n高低結。p+-n結和n+-n高低結內部都存在內建電場，可以分離光照產生的電子-空穴對，被分離的電子通過背場上面的背電極、空穴通過發射極上面的前電極輸出到外電路，驅動負載運行。

如圖1（a）所示，n-PERT雙面電池的結構為：金屬電極、前表面減反膜、硼摻雜發射極、n型矽、磷摻雜背場（BSF）、背面減反射膜和背面電極。n-PERT雙面電池和單面電池相比，主要在於背面結構的不同，雙面電池的背面採用高透過的SiNx做鈍化/減反射膜，背面金屬電極和前面金屬電極一樣，佔電池的面積~3%；而單面電池的背面電極採用全金屬覆蓋，如圖1（b）所示。

圖2為雙面電池和單面電池的發電原理示意圖。如圖所示，當太陽光照到n-PERT雙面電池的時候，會有部分光線被周圍的環境反射照射到n-PERT雙面電池的背面，這部分光可以透過SiNx材料，被矽吸收，激發的電子-空穴對被n+-n高低結分離，從而對電池的光電流和效率產生貢獻（圖a）。然而，單面電池的背面被金屬電極完全覆蓋，金屬電極的厚度~10μm，光無法穿透背面金屬電極被矽吸收，因此，單面電池幾乎無法利用由背面射入電池的光線，在電池背面反射率不為零的情況下，雙面電池比單面電池具有更高的發電效率。

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