《表5 不同浓度NaOH溶液制绒的衬底上的SHJ电池的最佳性能参数》

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《化学抛光对硅基异质结太阳电池性能的影响》

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表5所示为不同NaOH浓度制备的两种制绒衬底上的SHJ电池的最佳性能参数。可以看出，用质量分数为1%的NaOH溶液制绒加化学抛光的硅衬底（金字塔尺寸在2～10μm）所得的电池最佳效率大于用质量分数为2%的NaOH溶液（金字塔尺寸在10～25μm）的。用质量分数为2%的NaOH溶液制绒加化学抛光的硅衬底电池的短路电流密度只有33.5mA·cm-2，与小尺寸金字塔衬底的电池的最佳结果36.5mA·cm-2相比，其短路电流密度整整下降了3mA·cm-2。究其原因有二。第一，用质量分数为2%的NaOH制绒溶液对硅原子腐蚀速率较高，硅片表面金字塔成核大于生长，得到的金字塔尺寸较大，密度较小，但由于其生长较快导致相互挤压，最终得到的具有完整四面体结构的金字塔数量较少[如图8（a）所示]，这无疑不利于入射光的二次反射和反射率的降低，而用质量分数为1%的NaOH溶液腐蚀得到的制绒硅片表面金字塔尺寸较小，密度大，具有完整四面体结构的金字塔数量较多，而且整体上呈现大的金字塔之间分布着小金字塔的表面形貌[如图8（b）所示]，有利于光的多次反射[20-21]，因而反射率更低。第二，用质量分数为2%的NaOH溶液制绒的硅片达到最佳电池效率所需的抛光时间更长，导致表面入射光反射率较高[14，18]。图9所示为表5中两个电池外量子效率（EQE）的对比图，可以明显观察到，用质量分数为1%的NaOH溶液制绒的电池光谱响应更好，再次表明用小尺寸金字塔衬底更利于电池对入射光的吸收，从而更有效地提升短路电流密度。虽然大尺寸金字塔衬底的电池开路电压为0.678V，与小尺寸金字塔衬底电池的开路电压0.656V相比高22mV，但其需要更长的抛光时间，导致沟壑过宽，金字塔已经明显出现削平迹象[如图3（d）所示]，影响了后续的薄膜沉积，使得最终的电池的填充因子不高，只有65.8%，与小尺寸金字塔衬底的电池的结果68.8%相比，低了3个百分点。最终，用质量分数为2%的NaOH溶液（金字塔尺寸在10～25μm）的制绒加化学抛光的硅衬底所得的电池效率为14.9%，低于用质量分数为1%的NaOH溶液（金字塔尺寸在2～10μm）制绒加化学抛光的硅衬底所得的电池效率16.5%。