Einblicke in den wärmeunterstützten intensiven Lichteinwirkungseffekt auf Silizium-Heteroübergang-Solarzellen

Eine hitzebehandelte intensive Lichteinwirkung wird als wirksame Nachbehandlung vorgestellt, um die Leistung von Silizium-Heteroübergang-Solarzellen (SHJ) weiter zu verbessern. In der aktuellen Studie sollen die Auswirkungen von Wärme und Beleuchtung auf verschiedene (dotierte und undotierte) Schichten des SHJ-Kontaktstapels untersucht werden. Es wurde festgestellt, dass sowohl eine erhöhte Temperatur als auch Beleuchtung erforderlich sind, um die Grenzflächenrekombination bei effektiver Zusammenarbeit signifikant zu reduzieren. Der synergistische Effekt auf die Passivierung zeigt eine thermische Aktivierungsenergie von etwa 0,5 eV. Dies ist wahrscheinlich auf die durch Licht erzeugten Elektron/Loch-Paare im c-Si-Wafer zurückzuführen, wo fast das gesamte einfallende Licht absorbiert wird. Durch die Unterscheidung zwischen den Auswirkungen von Licht und Wärme auf die Leitfähigkeit von p- und n-dotierten Schichten aus hydriertem amorphem Silizium (a-Si:H) wird nachgewiesen, dass nur Wärme für den beobachteten Anstieg der Leitfähigkeit verantwortlich ist. Numerischen Bauelementsimulationen zufolge ist der signifikante Beitrag zur Erhöhung der Leerlaufspannung auf die verringerte Dichte von Defektzuständen an der c-Si/intrinsischen a-Si:H-Grenzfläche zurückzuführen. Darüber hinaus hängt die Entwicklung des Füllfaktors stark von Änderungen der Grenzflächendefektdichte und der Bandendzustandsdichte von a-Si:H vom p-Typ ab.

Veröffentlichung in der Zeitschrift Solar RRL
Weiyuan Duan, Tobias Rudolph, Habtamu Tsegaye Gebrewold, Karsten Bittkau, Andreas Lambertz, Depeng Qiu, Muhammad Ainul Yaqin, Xixiang Xu, Kaining Ding, Uwe Rau

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https://doi.org/10.1002/solr.202400383