专利名称：基于太阳电池性能影响评估的发射层和缓冲层缺陷态密度检测方法
技术领域：
本发明涉及的是一种太阳电池制造技术领域的方法，具体是一种基于太阳电池性能影响评估的发射层和缓冲层缺陷态密度检测方法。
背景技术：
目前，大规模开发利用太阳能光伏发电的核心在于提升太阳电池的光电转换效率和降低太阳电池的生产成本。带有本征薄层的非晶硅/单晶硅异质结太阳电池，即HIT太阳电池，可以用200°C以下的低温非晶硅沉积技术来替取代传统晶硅电池生产工艺中的高温过程，因而有望成为单晶硅电池的廉价替代物，在实现低价高效太阳电池方面具有非常重要的应用前景。目前，日本的三洋电机公司在2011年研发的HIT太阳电池已经实现23.0% 的转换效率，而世界上其他研究组均无法达到20%以上。因此，为了能研发出转换效率超过 20%的高效HIT电池，对电池结构进行理论模拟来评估HIT电池各方面因素对获得高效率的影响，优化结构参数这方面的工作，具有十分重要的意义。经对现有HIT太阳电池模拟方面文献的检索发现，如Rahmoimi等人在《美国应用物理杂志(J. Appl. Phys.)》(第107卷，第054521-1到0M521-14页，2010年)上发表的“载流子输运和N型单晶硅衬底的带有本征薄层的异质结太阳电池计算机模拟研究(Carrier transport and sensitivity issues in heterojunction with intrinsic thin layer solar cells on N-type crystalline silicon :A computer simulation study)”，该文在模拟HIT结构上采用了简单的缺陷态分布模型，忽略了在极薄的非晶硅层中会存在大量缺陷态，甚至产生显著陷阱效应的可能性。事实上，正是这种简单的、不完整的处理导致HIT 电池发射层和缓冲层中缺陷态密度对电池性能影响没有被充分考虑。这在准确评估HIT电池各方面因素对获得高效率的影响，指导实际生产方面是不能令人满意的。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于太阳电池性能影响评估的发射层和缓冲层缺陷态密度检测方法，与现有技术相比，本发明可靠性高且更加全面。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明根据非晶硅内态密度分布的原始数据建立非晶硅层中的缺陷态分布模型用于计算陷入缺陷态中的电荷，得到修正泊松方程并进一步求出空间电荷区和内建电场的变化，实现基于缺陷态密度对HIT电池性能的影响评估，从而求得最优化的缺陷态密度，用于设置工艺生产中的钝化与清洗操作。所述的缺陷态分布模型是指根据非晶硅体材料内态密度分布的实验测量结果， 建立由指数分布的带尾态和双高斯分布的悬挂键能级组成的带间缺陷态分布模型，具体如下指数分布的导带带尾态Nttail和价带带尾态Nvtail
权利要求
1.一种基于太阳电池性能影响评估的发射层和缓冲层缺陷态密度检测方法，其特征在于，根据非晶硅内态密度分布的原始数据建立非晶硅层中的缺陷态分布模型用于计算陷入缺陷态中的电荷，得到修正泊松方程并进一步求出空间电荷区和内建电场的变化，实现基于缺陷态密度对HIT电池性能的影响评估，从而求得最优化的缺陷态密度，用于设置工艺生产中的钝化与清洗操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的缺陷态分布模型是指根据非晶硅体材料内态密度分布的实验测量结果，建立由指数分布的带尾态和双高斯分布的悬挂键能级组成的带间缺陷态分布模型，具体为指数分布的导带带尾态Naail和价带带尾态Nvtail h If)= I弋,、exp| ^^ dE其中屯和 为导、价带边，Nqc和1代表在导
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的修正泊松方程是指从经典的 Siockley-Read-Hall复合理论模型出发，考虑材料内类施主能级和类受主能级密度相等的对称情况下，推导出陷入缺陷态内的电荷总数的积分计算公式仏，
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征是，所述的修正泊松方程是指考虑陷入缺陷态内的电荷总数后，异质结空间电荷区内的泊松方程修正为
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的空间电荷区和内建电场的变化是指 根据修正泊松方程，由空间电荷区边界连续条件和电中性平衡条件，计算得到内建电场的变化和空间电荷区的宽度变化，具体如下
全文摘要
一种太阳电池制造技术领域的基于太阳电池性能影响评估的发射层和缓冲层缺陷态密度检测方法，根据非晶硅内态密度分布的原始数据建立非晶硅层中的缺陷态分布模型用于计算陷入缺陷态中的电荷，得到修正泊松方程并进一步求出空间电荷区和内建电场的变化，实现基于缺陷态密度对HIT电池性能的影响评估，从而求得最优化的缺陷态密度，用于设置工艺生产中的钝化与清洗操作。与现有技术相比，本发明可靠性高且更加全面。
文档编号G06F17/50GK102262698SQ20111021257
公开日2011年11月30日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者华夏, 李正平, 沈文忠 申请人:上海交通大学