薄膜硅太阳电池及材料．４１１．

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图２不同活性层缺陷态浓度下的电池的（ａ）光谱响应和（ｂ）卜Ｖ特性曲线

表２

不同活性层缺陷态浓度下微晶硅薄膜电池的各参数

Ｎｔ／（ｃｍ３）

、０ｃ—

Ｊｓｃ／（ｍＡ／ｃｍ。）

ＦＦ／％

／％

１．０ｘ１０。３

Ｏ．６４８

１９．６５３

８２．３ｌ

１０．４９

１．０ｘ１０１４

０．５８５

１８．９１９

８０．４７

８．９１

１．０ｘ１０１５

０．５１６

１５．２６７

７２．１１

５．６８

１．０ｘ１０１６

０．４２４６

１０．６６５

６３．７

２．８８

由图２和表２可知，随着活性层缺陷态浓度Ｎ。的增加，中长波段的光谱响应显著降低，而小于４２０ｒｉｍ的

短波段的光谱响应没有任何变化。开路电压Ｖ。减小三分之一，电池效率ｑ降低四分之三，短路电流Ｊｏｃ下降近

二分之一，填充因子ＦＦ也明显减小。这主要是因为：太阳光中的短波光子主要是在Ｐ型窗ＶＩ层中被吸收，进

入活性层的主要是中长波段的光子，活性层缺陷态浓度的增加，使其内部的复合中心随之增加，致使光生载流

子在被输运的过程中扩散长度和寿命都减少，使其被复合的几率增大，被有效收集的几率减小，所以表现为电

池的短波段的光谱响应不变，中长波段的光谱响应明显下降，且电池的各性能参数均下降。

由以上模拟结果可知活性层缺陷态浓度对电池性能有重要影响，我们应尽量减少活性层缺陷态浓度，提高

薄膜质量，以改善电池性能。

３．２活性层厚度对太阳电池性能的影响

当光照射于光电池时，若光能被电池吸收产生光生载流子，且这些光生载流子能被收集，即形成光电流，

这部分光对光电池是有用的；另外还有一部分光不能被电池所吸收直接透过电池而损失掉了，显然为了减少这

种透光损失，就要求电池的厚度应该厚些，然而电池做得太厚，一方面不利于降低成本，另一方面减少了功率

一重量比和耐辐射的能力【ｓｊ。因此，研究活性层的厚度对电池性能的影响是有意义的。在表１中，取窗口层厚

度ｄ为０．０３９ｍ，窗口层掺杂浓度Ｎ。为１．０×１０１９／ｃｍ３，’活Ｊ｜生层缺陷态浓度Ｎｔ分别为１．０ｘ１０”／ｃｍ３和１．０×１０埔／ｃｍ３，

活性层厚度的变化范围为１．０９ｍ到５．０１ａｍ。图３和图４分别给出了低缺陷态浓度（１．０ｘ１０”／ｃｍ３）和高缺陷态

浓度（１．０ｘ１０１６／ｃｍ３）下不同活性层厚度时的（ａ）ＱＥ（光谱响应）（ｂ）Ｉ．Ｖ特性曲线，表３和表４分别给

出了相应的电池的各特征参量。