高效晶硅太阳电池的设计优化

高效晶硅太阳电池设计是光伏产业的一个重要的环节，是实现产品生产的第一步。通过精心设计，将深奥的理论变为精美的产品。设计往往需要多方配合、前后交叉、反复修改、逐步完善，最终设计出技术先进、工作可靠、经济合理、外形美观的太阳电池。设计就是创新，是一种复杂的、细致的和科学性很强的工作。高效晶硅太阳电池的设计重点，就是要提高光电转换效率。从理论上说，提高太阳电池的光电转换效率主要有两个途径：一是尽可能多地吸收太阳光子，并使它们在电池空间合理分布；二是吸收的光子要能产生电子-空穴对，并能被电极所收集，即高效的光吸收、高效的载流子分离、高效的载流子运输。

1.高效的光吸收 对能量大于带隙的光子，在p-n结的宽度上，要求具有较大的吸收系数；但较大的吸收系数同时会增加载流子复合率，因此设计上要找到平衡点。另外，在太阳电池表面，要求具有较小的反射率R。

2.高效的载流子分离 载流子分离需要具有较大的内建电压，因此p-n结需要较大的掺杂浓度；但这会导致载流子复合增快、增大，开路电压上去了，短路电流却降下来，因此设计上要找到最佳平衡方案。此外，要求空间电荷区中载流子的复合要尽量小，发射集要尽量薄，从而空间电荷区接近前表面，便于分离载流子。(www.xing528.com)

3、高效的载流子运输 高效的少数载流子输运需要较长的少子寿命τ_n和τ_P，较长的少子扩散长度L_n、L_P，以及较小的表面复合速度S_n、S_P。要求串联电阻尽量小，使载流子运输阻力小；并联电阻尽量大，阻止多数载流子在微量空间电荷区漂移。

这些高效晶硅太阳电池理论具体落实到设计上，就是总体设计、光学设计、电学设计、掺杂设计及组件设计。本章着重介绍这五方面的设计内容。