聚光背结背接触太阳电池衬底电阻率和光强的优化研究

周 涛，陆晓东，吴元庆，李 媛



聚光背结背接触太阳电池衬底电阻率和光强的优化研究

周 涛，陆晓东，吴元庆，李 媛

（渤海大学 新能源学院，辽宁 锦州 121000）

利用TCAD半导体器件仿真软件对中低倍聚光光伏系统中应用的N型插指背接触(Interdigitated Back Contact，IBC)单晶硅太阳电池的电学性能进行了仿真研究，全面系统地分析了不同衬底电阻率和光强对电池短路电流密度、开路电压、填充因子及转换效率的影响。结果表明：IBC太阳电池的电学性能受到衬底电阻率和光强的显著影响。当光强较小（0.1 W/cm2）时，随着衬底电阻率的增大，IBC太阳电池转换效率随之降低，最优的衬底电阻率为0.5 Ω·cm。当光强较高（0.5~5 W/cm2）时，随着衬底电阻率的增大，IBC太阳电池转换效率随之增大，最优的衬底电阻率为3 Ω·cm。当光强进一步增大（10~50 W/cm2）时，随着衬底电阻率的增大，IBC太阳电池转换效率呈现出先增大后减小的变化特点，最优的衬底电阻率为2 Ω·cm。

背接触；太阳电池；光强；衬底电阻率；串联电阻损耗；转换效率

聚光光伏发电是利用聚光的形式使太阳电池在较高的光强条件下工作，可实现在使用相同太阳电池的情况下，提高太阳电池的转换效率，输出更多的电能，降低光伏发电的成本，因此聚光光伏发电具有良好的应用前景。由于在聚光光伏系统的总价格中，太阳电池的价格只占10%，因此选择高效太阳电池可以大大降低光伏发电成本[1-2]。电池效率越高，发电成本降低就越明显。不论是实验室研制，还是产业化大规模生产，目前应用于线性聚光的中低倍聚光光伏系统中最有效的硅单结太阳电池是插指背结背接触（IBC）太阳电池[1-2]。……