افزايش كارايي سلول‌ خورشيدي سيليكوني ناهـمگون با استفاده از لايه امـيتر a-SiGe:H و درجه‌بندي آلايش آن

Increasing the efficiency of heterojunction silicon solar cells using a-SiGe:H emitter layer and its doping grading

در اين مقاله، تأثير درجه‌بندي آلايش لايه‌ي اميتر a-SiGe:H بر روي عملكرد يك سلول خورشيدي سيليكوني ناهمگون بررسي شده است. لايه اميتر a-Si:H به دليل ضريب جذب بالا، چگالي نقص بالا و رسانايي كم، عملكرد سلول خورشيدي را بدتر مي‌كند. در اين مقاله  با جايگزين كردن لايه‌ي a-SiGe:H با لايه a-Si:H، و درجه‌بندي آلايش اين لايه، توانستيم بازدهي ساختار را بهبود ببخشيم. مشخص شـده است كه با جايگزيني لايه اميتر a-SiGe:H با لايه a-Si:H و درجـه‌بندي آلايش آن، بازدهي به اندازه‌ي 01/3% و ضريب پرشدن به اندازه‌ي 26/5% و ولتاژ مدار باز به اندازه‌يmV  28 و چگالي جريان اتصال كوتاه به اندازه‌ي mA/cm2 1/86، نسبت به ساخـتار بدون درجـه‌بندي آلايش و بدون لايه بافر افزايش مي‌يابد. تحت شـرايط جهاني AM 1.5، سـلول بهينه‌شده داراي ولتاژ مدار باز 72/0ولت، چـگالي جـريان اتصال كوتاه mA/cm2 66/32 و ضريب پر شدگي 86/82% و بازدهي 51/19% مي‌باشد.

In this paper, the effect of the doping grading of the a-SiGe:H emitter layer on the performance of a heterojunction silicon solar cell is investigated. The a-Si:H emitter layer deteriorates the solar cell performance due to its high absorption coefficient, high defect density and low conductivity. In this article, we were able to improve the efficiency of the structure by replacing the a-SiGe:H layer with a-Si:H layer, and doping grading of this layer. It has been determined that by replacing the a-SiGe:H emitter layer with a-Si:H layer and its doping grading, the efficiency is 3.01%, the filling factor is 5.26%, the open circuit voltage is 28 mV, and the short circuit current density is 1.86 mA/cm2 increases compared to the structure without doping grading and without buffer layer. Under global AM 1.5 conditions, the optimized cell has an open circuit voltage of 0.72 V, a short circuit current density of 32. 66 mA/cm2, a filling factor of 82.86% and an efficiency of 19.51%.