分會

第六十一分會：能源化學(xué)

摘要

載流子選擇接觸是提升晶硅太陽電池轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵[1]。高效晶硅電池以摻雜薄膜硅為載流子選擇接觸結(jié)構(gòu)，但薄膜硅的光學(xué)寄生吸收限制了晶硅電池效率的提升空間。寬帶隙金屬氧化物憑借光學(xué)優(yōu)勢，成為有望突破薄膜硅光學(xué)限制的一類載流子選擇接觸材料[2]。其中，基于氧化鉬（MoOx）空穴選擇接觸的晶硅電池效率已達(dá)到23.5%[3]，但是MoOx與臨近層的化學(xué)反應(yīng)造成器件效率的衰減。本工作基于金屬氮化物具有更優(yōu)的電導(dǎo)率和界面穩(wěn)定性，探索將氮化鉬（MoNx）作為高效穩(wěn)定的新型空穴選擇接觸結(jié)構(gòu)[4-5]。首先，通過磁控濺射制備了高功函（5.62 eV）且低電導(dǎo)率（5.0 ? 10-4 ??cm）的MoNx薄膜，發(fā)現(xiàn)MoNx對晶硅表面的鈍化作用和晶硅/MoNx界面接觸電阻率均有待改善；其次，驗證MoNx作為空穴選擇接觸的晶硅電池效率（16%）和器件穩(wěn)定性，并以MoOx/ MoNx疊層結(jié)構(gòu)提升器件效率（17%）；最后，通過對比分析MoOx和MoNx薄膜表界面和體相結(jié)構(gòu)與功函數(shù)，發(fā)現(xiàn)MoNx功函數(shù)因存在表面層而被高估，較低的體相功函數(shù)是限制其空穴選擇性能的主要因素，同時，MoNx與臨近層界面穩(wěn)定性保證器件性能的穩(wěn)定。本工作對MoNx鈍化接觸性能和結(jié)構(gòu)的全方位表征，建立了清晰的構(gòu)效關(guān)系，為高效光伏器件設(shè)計高質(zhì)量寬帶隙金屬氧化物載流子選擇接觸結(jié)構(gòu)提供研究思路。

關(guān)鍵詞

載流子選擇接觸;寬帶隙金屬氧化物;功函數(shù)

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