Sensitivity of a HIT c-Si Solar Cell to Structural Distortions of the Hydrogenated Amorphous Silicon Constituting the Front Face of the Device

Abstract

У статті ми провели порівняльне дослідження двох різних типів високоефективних сонячних елементів з HIT (гетероперехід з власним тонким шаром): ITO/p-a-Si:H/i-pm-Si:H/n-c-Si/Al та ITO/n-aSi:H/i-pm-Si:H/p-c-Si/Al. Метою роботи є вивчення впливу ширини хвоста валентної зони (характерна енергія ED) та ширини хвоста зони провідності (характерна енергія EA) гідро-генізованого аморфного кремнію, присутнього як випромінювача цих сонячних елементів. Наші дослідження дозволили зробити висновок, що для отримання якісних фотоелементів важливо регулювати різні параметри, які впливають на спотворення гідрогенізованого аморфного кремнію, що використовується для розробки випромінювача елементів з HIT. На сонячних елементах n-c-Si з HIT (ITO/p-a-Si:H/i-pm-Si:H/n-c-Si/Al) зменшення ED знижує швидкість рекомбінації дірок у шарі p-a-Si:H і тим самим підвищує ефективність досліджуваних елементів. Модифікація енергії EA зони провідності не впливає на якість елементів. Для сонячних елементів p-c-Si з HIT (ITO/n-a-Si:H/i-pm-Si:H/p-c-Si/Al) відбувається протилежне явище. Дійсно, зменшення EA зменшує швидкість рекомбінації електронів у шарі n-a-Si:H і, таким чином, збільшує ефективність досліджуваних елементів. Модифікація характерної енергії ED валентної зони не впливає на продуктивність елементів цього типу.

In this article, we did a comparative study on two different types of high efficiency HIT (Heterojunctions with Intrinsic Thin layers) solar cells: ITO/p-a-Si:H/i-pm-Si:H/n-c-Si/Al and ITO/n-a-Si:H/i-pm-Si:H/pc-Si/Al. The aim is to study the influence of the valence band tail width (characteristic energy ED) and the conduction band tail width (characteristic energy EA) of hydrogenated amorphous silicon present as emitter of these solar cells. Our investigations allowed us to conclude that in order to obtain good quality photovoltaic cells, it is important to adjust the different parameters that influence the hydrogenated amorphous silicon distortions used for the development of the HIT cell emitter. On HIT n-c-Si solar cell (ITO/pa-Si:H/i-pm-Si:H/n-c-Si/Al), a decrease in ED reduces the recombination rate of the holes in the p-a-Si:H layer and thus increases the efficiency of the studied cells. The modification of EA of the conduction band does not influence the quality of the cells. For HIT p-c-Si solar cell (ITO/n-a-Si:H/i-pm-Si:H/p-c-Si/Al), the opposite phenomenon occurs. Indeed, a decrease in EA decreases the recombination rate of electrons in the n-a-Si:H layer and thus increases the efficiency of the studied cells. The modification of the characteristic energy ED of the valence band does not influence the performance of this type of cells.