下载文档原格式
提高太阳能光伏发电系统效率的方法
提高太阳能光伏发电系统效率的方法有：
1. 选择高效的太阳能电池：太阳能电池的效率直接影响着光伏系统的发电效率。
选择高效率、高性能的太阳能电池可以提高系统的整体效率。
2. 减少光热转换损失：多晶硅太阳能电池在工作过程中会受到光热转换的影响，产生能量损失。
通过设计合理的散热系统、降低电池工作温度，可以减少光热转换损失。
3. 提高光吸收率：通过在太阳能电池表面涂覆反射层或纳米结构材料，提高光吸收率，增加太阳能的利用效率。
4. 减少阴影遮挡：在安装光伏系统时，要避免阴影遮挡，确保太阳能电池板充分暴露在阳光下，提高发电效率。
5. 使用跟踪系统：安装跟踪系统可以使太阳能电池板随着太阳的运动而旋转，最大限度地捕捉阳光，提高发电效率。
6. 定期清洁和维护：定期清洁太阳能电池板，保持其表面清洁，并及时修复任何损坏或故障的组件，以确保系统运行高效。
7. 优化系统设计：通过合理的系统设计和组件布局，减少电缆长度、降低电阻损耗，提高系统效率。
8. 使用逆变器技术：逆变器将直流电转换为交流电供电使用。
选择高效的逆变器可以提高系统的发电效率。
9. 合理规划系统容量：根据实际需求合理规划系统容量，避免过度设计或容量不足，以提高系统的工作效率。
10. 结合其他能源系统：可以将太阳能光伏系统与其他可再生能源系统（如风能、水能等）结合使用，提高电力供应的可靠性和效率。
碲化镉太阳能电池的工作原理
碲化镉太阳能电池是一种高效的光伏电池，它利用碲化镉半导
体材料将太阳能转化为电能。
其工作原理可以简单地概括为光生电
子-空穴对的产生和分离。
首先，当太阳光照射到碲化镉太阳能电池表面时，光子的能量
会激发半导体中的电子，使其跃迁到导带中，同时在价带中留下一
个空穴。
这样就形成了光生电子-空穴对。
碲化镉半导体具有较大的
吸收系数和较高的光电转换效率，能够有效地吸收太阳光中的能量。
接下来，这些光生电子和空穴会在半导体中自由运动，但由于
碲化镉太阳能电池的结构设计，电子和空穴会被引导到不同的区域。
在这些区域，电子和空穴会被分离，电子被引导到电子传输层，而
空穴则被引导到空穴传输层。
最后，分离的电子和空穴被引导到电极上，形成电流，从而产
生电能。
这种电流可以被外部电路所捕获和利用，用于驱动电子设
备或储存起来以备后用。
总的来说，碲化镉太阳能电池的工作原理是基于光生电子-空穴
对的产生和分离，利用半导体材料的光电转换特性将太阳能转化为电能。
这种高效的工作原理使得碲化镉太阳能电池成为一种重要的可再生能源技术，为可持续能源发展做出了重要贡献。
高效晶体硅太阳能电池介绍高效晶体硅太阳能电池是目前市场上最为常见和广泛应用的一种太阳能电池。
它的高效性和可靠性使其成为太阳能发电领域的主要选择。
本文将介绍高效晶体硅太阳能电池的原理、制造过程、优点和应用领域，并探讨其未来的发展趋势。
高效晶体硅太阳能电池是由单晶硅或多晶硅制成的。
其原理基于光伏效应，即将太阳能转化为电能。
当光线照射到太阳能电池板上时，光子与半导体材料中的电子发生相互作用，激发电子跃迁到导带。
通过电子与空穴的复合，电荷被释放出来，形成电流，最终产生电能。
制造高效晶体硅太阳能电池的过程通常由几个关键步骤组成。
首先，需要从硅矿石提取原始硅材料，并通过化学方法将其转化为硅粉。
然后，硅粉与其他材料混合均匀，形成硅溶胶。
接下来，将硅溶胶涂覆在导电玻璃或衬底上，并将其烘干，形成硅膜。
最后，通过加热和连续处理，将硅膜转化为晶体硅太阳能电池。
高效晶体硅太阳能电池具有许多优点。
首先，它们具有较高的转换效率，通常在15％至25％之间。
这意味着电池可以将大部分太阳能转化为电能，提高能源利用效率。
其次，晶体硅太阳能电池寿命长，可持续使用25年以上。
此外，它们对光强的响应较好，即在弱光条件下仍能产生较高的电能输出。
最后，高效晶体硅太阳能电池的制造工艺相对成熟和稳定，成本相对较低。
高效晶体硅太阳能电池在各个领域都有广泛的应用。
在家庭屋顶和建筑物上安装太阳能电池板，可以将太阳能转化为电能，用于供电、照明和暖气等。
此外，高效晶体硅太阳能电池也广泛应用于太阳能电池板、太阳能电池组件、充电设备和太阳能灯等产品。
随着对可再生能源和环境保护的关注度不断增加，高效晶体硅太阳能电池的未来发展前景十分广阔。
为了提高其转换效率，研究人员正在不断改进太阳能电池设计和材料。
例如，人们正在研究如何改进波长选择器，以优化太阳能电池对不同波长的光线的吸收和利用效率。
此外，研究人员还在探索新型材料，如钙钛矿材料，以提高太阳能电池的效率和稳定性。
高效晶体硅太阳电池简介（1）PERC电池是澳大利亚新南威尔士大学光伏器件实验室最早研究的高效电池。
它的结构如图2-13a所示，正面采用倒金字塔结构，进行双面钝化，背电极通过一些分离很远的小孔贯穿钝化层与衬底接触，这样制备的电池最高效率可达到23.2％[26]。
由于背电极是通过一些小孔直接和衬底相接触的，所以此处没能实现钝化。
为了尽可能降低此处的载流子复合，所设计的孔间距要远大于衬底的厚度才可。
然而孔间距的增大又使得横向电阻增加（因为载流子要横向长距离传输才能到达此处），从而导致电池的填充因子降低。
另外，在轻掺杂的衬底上实现电极的欧姆接触非常困难，这就限制了高效PERC电池衬底材料只能选用电阻率低于0.5 Ωcm以下的硅材料。
为了进一步改善PERC电池性能，该实验室设想了在电池的背面增加定域掺杂，即在电极与衬底的接触孔处进行浓硼掺杂。
这种想法早已有人提出，但是最大的困难是掺杂工艺的实现，因为当时所采用的固态源进行硼掺杂后载流子寿命会有很大降低。
后来在实验过程中发现采用液态源BBr3进行硼掺杂对硅片的载流子寿命影响较小，并且可以和利用TCA制备钝化层的工艺有很好的匹配。
1990年在PERC结构和工艺的基础上，J.Zhao在电池的背面接触孔处采用了BBr3定域扩散制备出PERL电池，结构如图2.13b所示[27]。
定域掺硼的温度为900 ℃，时间为20 min，随后采用了drive-in step技术（1070 ℃，2 h）。
经过这样处理后背面接触孔处的薄层电阻可降到20 Ω/□以下。
孔间距离也进行了调整，由2 mm缩短为250 µm，大大减少了横向电阻。
如此，在0.5 Ωcm和2 Ωcm的p型硅片上制作的4 cm2的PERL电池的效率可达23-24％，比采用同样硅片制作的PERC电池性能有较大提高。
1993年该课题组对PERL电池进行改善，使其效率提高到24％，1998年再次提高到24.4％，2001年达到24.7％，创造了世界最高记录。
太阳能电池的发展历史太阳能电池，也被称为光伏电池，是一种将太阳能转化为电能的装置。
它的发展历史可以追溯到19世纪初，经过多年的研究和发展，太阳能电池已经成为可再生能源领域的重要组成部分。
本文将详细介绍太阳能电池的发展历史，包括关键技术突破、应用领域以及未来发展趋势。
1. 太阳能电池的起源太阳能电池的起源可以追溯到1839年，法国物理学家贝克勒尔发现了光电效应。
他发现，当将两块金属板放在电解质中，并照射光线时，会在两块金属板之间产生电压。
这一发现奠定了太阳能电池的基础。
2. 关键技术突破随着科学技术的进步，太阳能电池的效率和稳定性得到了显著提高。
以下是几个关键技术突破的里程碑事件：2.1 硅太阳能电池20世纪50年代，贝尔实验室的科学家们首次成功制造出硅太阳能电池。
这种电池利用硅半导体材料的光电效应，将光能转化为电能。
硅太阳能电池具有较高的效率和稳定性，成为当时最主要的太阳能电池技术。
2.2 多晶硅太阳能电池20世纪70年代，科学家们进一步改进了硅太阳能电池的制造工艺，成功制造出多晶硅太阳能电池。
相比于单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池的制造成本更低，但效率稍低。
多晶硅太阳能电池的推出使得太阳能电池的商业化应用成为可能。
2.3 薄膜太阳能电池20世纪80年代，科学家们开始研究薄膜太阳能电池。
薄膜太阳能电池采用了新型的材料和制造工艺，相比于硅太阳能电池更轻薄灵活。
然而，薄膜太阳能电池的效率较低，限制了其在商业应用中的推广。
2.4 高效太阳能电池近年来，科学家们通过改进材料和结构设计，成功研发出了一系列高效太阳能电池。
例如，单晶硅PERC电池、双面电池、钙钛矿太阳能电池等。
这些新型太阳能电池在提高效率的同时，也降低了制造成本，推动了太阳能电池的市场发展。
3. 应用领域太阳能电池的应用领域不断扩大，目前主要包括以下几个方面：3.1 光伏发电太阳能电池广泛应用于光伏发电系统中。
光伏发电系统通过将太阳能转化为电能，为家庭、工业和商业提供电力供应。
高效晶硅太阳能电池的教材有很多，以下是一些推荐的教材：
1.《晶体硅太阳电池》：这本书可作为高等院校相关专业的教材或教学
参考书，也可作为光伏产业技术人员的参考书和培训用书，还可供光伏技术爱好者选用。
2.《太阳能光伏发电技术》：这本书是普通高等教育“十一五”国家级规
划教材，可作为高等院校电气工程与新能源专业本科教材，也可供从事太阳能光伏发电研究、开发、应用及相近专业技术人员参考。
以上教材仅供参考，建议咨询专业人士获取更多信息。
高效晶体硅太阳能电池作者：S.W. Glunz，Fraunhofer Institute of Solar Energy System如今的晶体硅光伏组件的成本分布主要是材料成本，特别是硅片成本。
因此，采用更薄的硅片以及增加电池的转换效率引起了光伏业界的广泛兴趣。
表面钝化电介质钝化与背表面场所有转换效率大于20%的电池结构都具有电介质层的钝化表面。
然而，目前业界的晶体硅太阳能电池的表面结构多采用的是丝网印刷和热场Al背表面场（Al-BSF）。
它有两个主要的限制：由烧结工艺带来的硅片弯曲；更低的电学和光学特性。
特别是，Sback、背表面再复合速率是关键的参数，但是在文献中却有着大量的数值。
这使得衡量Al-BSF的潜力与电介质钝化变得很困难。
我们对不同的背表面结构并结合高效前表面结构进行了实验。
这将有可能准确的确定表面的再复合速率、Sback以及内部反射率Rback。
图1表示了不同背表面结构的内部量子效率，从低质量的欧姆Al接触开始一直到PERL/LBSF背表面。
有效的Sback和Rback已经从IQE和反射率测量中去除。
采用这些参数就有可能确定不同背表面结构对太阳能电池性能的影响（图2）。
电介质钝化甚至比高质量的发射极和更薄的硅片带来的好处更多。
电介质层的钝化机理良好的表面钝化有两种不同的机理：交界面状态Dit的降低；场效应钝化，即钝化层中一种载子类型与固定电荷Qf结合时的显著降低。
尽管这些机理或两种机理的结合会导致较低的表面再复合速率，Seff(Δn)曲线显示了不同的特性（图3）。
热生长的SiO2层更容易获得交界面状态的降低，而对于PECVD沉积的薄膜，如SiNx，场效应钝化和中等程度的Dit降低则更为常见。
SiO2的Dit=1010cm2eV-1，Qf=1010cm2。
而SiNx的Dit=1011cm2eV-1，Qf=1011cm2。
沉积温度形成电介质钝化层的一个关键问题是沉积温度。
目前为止，最好的电池钝化是热生长的氧化层。
太阳能电池板种类1. 单晶硅太阳能电池板（Monocrystalline Silicon Solar Panels）：单晶硅太阳能电池板是目前市场上最常见的太阳能电池板之一、它由单晶硅材料制成，因其高效率和相对较高的耐久性而受到广泛应用。
单晶硅太阳能电池板的外观通常呈现出均匀的黑色，并具有较高的光电转换效率。
2. 多晶硅太阳能电池板（Polycrystalline Silicon Solar Panels）：多晶硅太阳能电池板是由多晶硅材料制成的。
与单晶硅太阳能电池板相比，多晶硅电池板的生产成本更低，但其效率较低。
多晶硅太阳能电池板的外观通常呈现出深蓝色，并且相对较大。
3. 薄膜太阳能电池板（Thin-Film Solar Panels）：薄膜太阳能电池板是一种基于薄膜半导体材料的太阳能电池板。
与晶体硅太阳能电池板相比，薄膜电池板具有较低的制造成本和较高的柔韧性。
薄膜太阳能电池板的外观通常呈现出深黑色或蓝黑色，并且相对较薄。
4. 背钝化太阳能电池板（Back Contact Solar Panels）：背钝化太阳能电池板是一种特殊类型的太阳能电池板。
与传统的太阳能电池板不同，背钝化电池板的电池的正负极接触部分位于背面，这样可以提高光电转换效率。
背钝化太阳能电池板的外观通常呈现出光滑的黑色表面。
5. 高效太阳能电池板（High-Efficiency Solar Panels）：高效太阳能电池板是指具有较高光电转换效率的太阳能电池板。
这些电池板通常采用优化的设计和制造工艺，以最大化吸收太阳能并将其转换为电能。
高效太阳能电池板可以提供更高的输出功率，适用于空间有限或对功率要求较高的应用。
6. 柔性太阳能电池板（Flexible Solar Panels）：柔性太阳能电池板是一种具有较高柔韧性的太阳能电池板。
与传统的玻璃封装电池板不同，柔性电池板可以弯曲或弯折，因此适用于复杂表面或弯曲形状的应用。
它们通常采用薄膜太阳能电池技术制造。
高效太阳能电池技术随着全球能源需求的不断增加以及环境污染的加剧，太阳能已成为更为关注的新型能源。
其中，太阳能电池是太阳能的基本转化工具，是太阳能发电的核心部分。
近年来，各种新型高效太阳能电池技术层出不穷，本文将对目前主流的高效太阳能电池技术进行深入介绍。
一、多晶硅太阳能电池技术多晶硅太阳能电池技术是目前最为成熟的太阳能电池技术之一，它以多晶硅为光电转换材料。
多晶硅的生产成本相对较低，而且其光伏转换效率稳定，可以达到15%以上。
因此，多晶硅太阳能电池广泛应用于屋顶光伏电站，工业和商业用途以及家用太阳能发电设备。
尽管多晶硅太阳能电池技术在效率和生产成本上都有很大优势，但这种技术的制造过程增加了环境污染和能源消耗的风险。
此外，多晶硅太阳能电池使用寿命长，但重量较大，限制了其在一些特殊应用场景的应用。
二、单晶硅太阳能电池技术单晶硅太阳能电池技术是目前市场上光伏组件最为常见的太阳能电池技术之一。
这种技术的关键是将单晶硅棒材加工成薄片，然后在薄片上进行刻蚀和钝化。
单晶硅太阳能电池的转换效率可以达到21%以上，而且生产制造成本相对较低。
不过，单晶硅太阳能电池技术存在以下问题：一是生产工艺比较复杂，需要高温压铸和严格的质量控制；二是单晶硅太阳能电池较为脆弱，容易受到机械伤害。
三、非晶硅太阳能电池技术非晶硅太阳能电池技术是近年来发展非常迅速的一种太阳能电池技术。
非晶硅太阳能电池用非晶硅薄膜作为光伏材料，其特点是使用少量的硅材料，可以降低生产成本，并且变成更轻薄灵活的可弯曲太阳能电池，并且其转换效率可以达到10%以上。
非晶硅太阳能电池材料特点的出现，推动了太阳能电池的发展。
不过，非晶硅太阳能电池技术目前还存在着其生产成本较高的劣势。
四、钙钛矿太阳能电池技术钙钛矿太阳能电池技术也是一种新兴的太阳能电池技术，其最大特点是转换效率高达25%以上，并且可以制造成不同尺寸和形状的太阳能电池。
此外，钙钛矿太阳能电池的生产成本也在逐步下降。
hit太阳能电池结构一、引言太阳能电池是一种将太阳辐射能转化为电能的光电转换装置。
目前市场上存在多种类型的太阳能电池，而其中一种高效能的太阳能电池就是HIT（Heterojunction with Intrinsic Thin layer）太阳能电池。
二、HIT太阳能电池结构HIT太阳能电池的结构相对复杂，由多个层次的材料组成，以实现高效率的光电转换。
其基本结构包括以下几个关键部分：1. 正极电极：HIT太阳能电池的正极电极通常采用透明导电氧化锡（TCO）薄膜材料，如氧化锌锡（ZTO）或氧化锡铟（ITO），以提供良好的电流收集和光透过性能。
2. P型硅薄膜层：在正极电极上，覆盖有一层P型硅薄膜。
这一层薄膜的厚度通常在几十到一百纳米之间，通过控制其材料性质和厚度，可以调节电子和空穴的扩散长度，从而提高光电转换效率。
3. N型硅薄膜层：在P型硅薄膜层上方，覆盖有一层N型硅薄膜。
与P型硅薄膜层相比，N型硅薄膜层具有更高的电子迁移率，可以更有效地收集电荷，提高电池的响应速度和效率。
4. 光反射层：HIT太阳能电池还包括一个光反射层，用于增强光的吸收。
这一层通常由铝或银等高反射率金属材料构成，将未被吸收的光线重新引导到太阳能电池中，提高光电转换效率。
5. 透明背电极：在N型硅薄膜层上方，覆盖有一层透明背电极材料，如氧化铟锡（ITO）或氧化锌锡（ZTO）。
这一层背电极材料具有良好的电导性和透明性，能够提供电子的收集和传输功能。
三、HIT太阳能电池的工作原理HIT太阳能电池的工作原理可以简单概括为光生电流的产生和光生电荷的分离。
当太阳光照射到太阳能电池表面时，光子被吸收并转化为电子-空穴对。
P型硅和N型硅之间形成的PN结会产生内建电场，将电子和空穴分离。
电子通过电极回路流动，形成电流，而空穴则通过另一电极回路流动。
这样，光能就被转化为电能。
四、HIT太阳能电池的优势HIT太阳能电池相较于传统的晶体硅太阳能电池具有以下优势：1. 高效率：HIT太阳能电池采用多层结构，可实现更高的光电转换效率，通常达到20%以上。
SHORT COMMUNICATION100cm 2Solar Cells on Czochralski Silicon with an E ciency of 20.2%S.W.Glunz,1,*B.Ko ster,1T.Leimenstoll,1S.Rein,1E.Scha ffer,1J.Knobloch 1and T.Abe21Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems,Oltmannsstr.5,79100Freiburg,Germany 2SEH Isobe R&D Center,Shin-Etsu Handotai Co.,2-13-1Isobe,Annaka,Gunma 379-0196,JapanA solar cell process optimized for oxygen-contaminated silicon was used to fabricate10Â10cm 2cells on gallium-doped p-type Czochralski (Cz)silicon.An indepen-dently con®rmed record e ciency of 20.2%was achieved.Although the material usedcontains a signi®cant concentration of interstitial oxygen,no illumination-induceddegradation of the cell parameters was observed.This is in excellent agreement withthe observation that the metastable defect underlying the minority carrier lifetime iscorrelated with oxygen and boron.Thus,using gallium instead of boron as the dopantfor p-type Cz silicon is an appropriate way to avoid the carrier lifetime degradationwhich is observed in boron-doped oxygen-contaminated Cz-Si.Copyright #2000John Wiley &Sons,Ltd.INTRODUCTIONRecent investigations have shown that the minority carrier lifetime degradation observed in Czochralski (Cz)silicon induced by illumination or application of a forward bias is de®nitely correlated with boron and interstitial oxygen.1,2Thus,in an international cooperation,3strategies to avoid this degradation through the choice of an appropriate starting material were evaluated.Both,the avoidance of oxygen and boron have proven to be successful in eliminating the degradation e ect.4,5Cells fabricated on both,oxygen-free boron-doped MCz and gallium-doped oxygen-contaminated Cz,have shown very high lifetimes in the ms-range and,thus,excellent e ciencies above 22%on cells with an area of 4cm 2.In order to prove the potential of gallium-doped Cz for large cell areas,we have fabricated cells with an area of 100cm 2.Since the lateral distribution of the minority carrier lifetime in Cz-Si can be quite inhomogeneous,this strong increase of cell area is ing gallium instead of boron as the dopant in p-type Cz-Si,the carrier lifetime degradation can be eliminated using the same growth technique as used for standard boron-doped Cz-Si.Particularly,it is not necessary to reduce the inter-stitial oxygen concentration.A reduction of the interstitial oxygen concentration would need a more complex crystal growth equipment,as used in the MCz method.PROGRESS IN PHOTOVOLTAICS:RESEARCH AND APPLICATIONSProg.Photovolt.Res.Appl.2000;8:237±240*Correspondence to:S.W.Glunz,Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems,Oltmannsstr.5,79100Freiburg,Germany.E-mail:glunz@ise.fhg.de238S.W.GLUNZ ET AL. CELL TECHNOLOGYGa-doped6inch wafers(thickness310m m)were supplied by Shin-Etsu Handotai and cut into10Â10 cm2squares.At Fraunhofer ISE,cells were fabricated with a simpli®ed high-e ciency process sequence. The front surface of the cell was covered with a105nm thick thermal oxide which serves as an anti-re¯ection coating and as an electrical passivation of the emitter.To obtain good anti-re¯ection properties the cell was textured homogeneously with random pyramids.The front grid of quite conventional design was evaporated and electroplated.The two bus bars were1mm wide,non-tapered and were5cm apart and2.5cm from the cell border.The®nger-to-®nger distance was1250m m.The emitter was homo-geneously di used and had a sheet resistance of approx.100O/sq.The rear surface was passivated with a thermal oxide.After opening a pattern of small points in this rear oxide,aluminium was evaporated over the whole rear surface.The®nal forming gas anneal improved the recombination characteristics of the thermal oxide layers and formed a good ohmic contact at the aluminium rear contact points.It should be mentioned that the process sequence contained two high-temperature steps above10008C. Since the material used in this work had a signi®cant interstitial oxygen concentration(see next section), an optimization of the high-temperature steps was necessary to avoid detrimental e ects on the carrier lifetime.Details about this optimization are given in Refs.5and6.MATERIAL CHARACTERISTICSThe resistivity of the gallium-doped Cz wafers used for cell fabrication varied from0.43to1.33O cm.The interstitial oxygen concentration was about19ppma,while the carbon concentration was below the detection limit.In order to determine the bulk lifetime,silicon nitride was deposited on the material.A surface recombination velocity of less than5cm/s was determined on parallel processed high-lifetime FZ-wafers with a base resistivity of1O cm.The silicon nitride deposition was performed at3508C.Thus,the measured material characteristics of the Cz samples can be assumed to be unchanged compared to the initial value.The lifetime was measured using microwave-detected photoconductance decay at a bias level of0.5 suns.E ective lifetimes of861m s,698m s and287m s were measured on wafers with bulk resistivities of 1.33,0.73and0.43O cm,respectively.After an illumination of the wafers for24h with1sun,no degradation of the carrier lifetime was observed.This result con®rms the®nding that the metastable defect responsible for the lifetime degradation is correlated with oxygen and boron.CELL RESULTSAlthough the results on the three di erent wafer types were very similar,the best result was achieved on the0.43O cm material.Table I shows the results measured by the Fraunhofer ISE calibration laboratory. Analogous to the lifetime results,no light-induced degradation of the cell parameters was observed.To our knowledge,this is the®rst time that an e ciency of more than20%was achieved for a cell of100cm2 on Cz-silicon.The result also re¯ects the good lateral homogeneity of the material.In fact a light beam induced current(LBIC)map of the cell revealed no signi®cant inhomogeneities.Figure1shows the external quantum e ciency of the cell.Table I.Cell parametersArea(cm2)V oc(mV)J sc(mA/cm2)FF(%)Z(%)100673.338.1478.720.2Besides the very good performance of the cell in the wavelength range between 450and 900nm,a hump in the wavelength range around 1070nm is clearly visible.In this wavelength range,the internal light trapping begins to dominate.The occurrence of such an increase demonstrates clearly the good charac-teristics of the back side re¯ector system Si±SiO 2±Al.Additional to this very good optical performance,the SiO 2layer has also an excellent passivation quality.Both the electrical and optical performance will become even more signi®cant if the cell thickness will be reduced.CONCLUSIONThe prerequisites for obtaining 20.2%on a 100cm 2cell area are twofold:(i)an appropriate material choice and (ii)a cell process optimized for oxygen-contaminated Cz silicon.From the observations reported in previous publications 1,2it is obvious that boron and oxygen are the components of the metastable defect underlying the minority carrier lifetime degradation.Recently it was shown that the substitution of boron by gallium is a successful way to eliminate degradation in Cz silicon.4,5This ®nding is con®rmed by the results reported in this paper.Additionally,the large cell area proves the good homogeneity of the gallium-doped Cz silicon used.Nevertheless,the high interstitial oxygen concentra-tion makes it necessary to use an optimized process,especially optimized high-temperature steps.AcknowledgementThe authors would like to thank Dr.W.Warta and Professor W.Wettling for fruitful discussions and Professor T.Saitoh (Tokyo A&T University)for suggesting collaboration of Fraunhofer ISE and SEH.REFERENCES1.Schmidt J,Aberle AG,Hezel R.Investigation of carrier lifetime instabilities in Cz-grown silicon.Proceedings of the 26th IEEE Photovoltaic Specialists Conference ,Anaheim,California,USA,1997;pp.13±18.2.Glunz SW,Rein S,Warta W,Knobloch J,Wettling W.On the degradation of Cz-silicon solar cells.Proceedings of the 2nd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion ,Vienna,Austria,1998;pp.1343±1346.Figure 1.External quantum e ciency of 100cm 2cell on gallium-doped Cz-siliconSOLAR CELLS ON CZOCHRALSKI SILICON 239240S.W.GLUNZ ET AL.3.Saitoh T,Wang X,Hashigami H,Abe T,Igarashi T,Glunz S,Wettling W,Ebong A,Damiani BM,Rohatgi A, Yamasaki I,Nunoi T,Sawai H,Ohtuka H,Yazawa Y,Warabisako T,Zhao J,Green M.Light degradation and control of low-resistivity of Cz-Si solar cellsÐAn international joint research.Technical Digest of the11th International Photovoltaic Science and Engineering Conference,Sapporo,Japan,1999;pp.553±556.4.Glunz SW,Rein S,Knobloch J,Wettling W,Abe parison of Boron and Gallium doped p-type Czochralski silicon for photovoltaic application.Progr.Photovolt.,7(6),463±469(1999).5.Glunz SW,Rein S,Warta W,Knobloch J,Wettling W.Reduction of degradation losses in Cz-Si solar cells. Proceedings of the9th Workshop on Crystalline Silicon Solar Cell Materials and Processes,Breckenridge, Colorado,1999;pp.51±55.6.Glunz SW,Rein S,Warta W,Knobloch J,Wettling W.Degradation of carrier lifetime in Cz-Si solar cells. Proceedings of PVSEC-11,submitted to Solar Energy Materials and Solar Cells.。
