由TiOx启用的对称无多剂Si太阳能电池纳米层:对双极载体选择性的深入研究
Takuya Matsui1,2, Shohei Fukaya1,2, Shona McNab3
1Renewable Energy Research Center, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), 1-1-1 Umezono, Tsukuba, Ibaraki, 305-8568, Japan.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|November 28, 2024
概括
无形氧化 (TiOx) 层使得太阳能电池能够有效地提取电荷. 通过原子层沉积 (ALD) 量身定制TiOx,可以在没有外部兴奋剂的情况下创建选择性接触,从而提高太阳能电池的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 太阳能光伏发电是如何实现的
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 高效的太阳能电池依赖于使用专门的接触结构有效地提取电荷.
- 当前的技术往往依赖于选择性接触的外部兴奋剂,增加了复杂性.
研究的目的:
- 为了证明一种新的孔和电子选择性被动接触,用于晶太阳能电池.
- 为了利用单一的材料,无形氧化 (TiOx),没有外部兴奋剂.
- 为了阐明/金属氧化物界面上的电荷生成机制.
主要方法:
- 无形氧化 (TiOx) 层 (≈5 nm) 的原子层沉积 (ALD).
- 通过氧化过程和Ti前体选择量身定制TiOx选择性.
- 现场和现场的X射线光电子光谱 (XPS) 用于接口分析.
- 沉积后的氧化形成SiOy纳米层.
主要成果:
- 仅使用无形TiOx证明了双极载体选择性.
- 孔选择性TiOx在n-Si中诱导了显著的带曲 (Φ≈0.7 eV),形成了一个p型倒置层.
- 电子选择性TiOx诱导了较小的带曲 (Φ<0.35 eV).
- 确定了TiOx中的负固定电荷作为选择性的来源,取决于ALD参数.
- 证实了含SiOy纳米层在化学被动化中的关键作用.
结论:
- 无形TiOx为太阳能电池中的选择性接触提供了一种多功能,单一材料的解决方案.
- 选择性机制与TiOx内的可控制的固定电荷有关.
- 接口工程,包括SiOy形成,是高性能被动化和电荷提取的关键.


