氢在硅异质结太阳电池中通常通过氢化非晶硅层引入,并在后续退火过程中向晶体硅中扩散。这种扩散对载流子传输性能具有关键影响。首先,氢能钝化晶体硅表面的悬挂键和界面缺陷,显著降低界面复合速率,从而提高开路电压和填充因子。其次,氢的扩散可调节非晶硅/晶体硅异质结的能带结构,通过降低界面势垒或增强场效应,改善载流子的选择性收集。然而,过量氢扩散可能导致非晶硅层中氢的损失,增加缺陷密度,或引起晶硅中浅能级掺杂的补偿效应,从而降低有效载流子迁移率。因此,控制氢扩散的深度和浓度对优化电池性能至关重要。
氢扩散对硅异质结太阳电池载流子传输性能的影响