名古屋大学开发新型电子元件 提高太阳能电池的稳定性和电导率

为了实现脱碳社会，我们首先需要高效稳定的可再生能源。太阳能电池被认为是一个有前途的选择，但它们的电接触受到表面钝化和导电性之间的“权衡”关系的影响。据国外媒体报道，日本研究人员开发出了一种新型电触点，可以解决这一问题。

(来源:ACS)

近年来使用的商业光伏电池使用堆叠的晶体硅(c-Si)层和超薄氧化硅(SiOx)层来形成电接触。SiOx可以作为钝化膜，这种非反应层可以提高设备的性能、可靠性和稳定性。然而，太阳能电池不能简单地通过增加非反应层的厚度来改进。SiOx是电绝缘体，太阳能电池电触点的钝化和导电之间存在一定的“权衡”关系。

日本名古屋大学的研究人员开发了一种新的SiOx层，不仅可以实现高钝化，还可以提高导电性。这种新型的电接触被称为“超薄电介质中用于补偿钝化接触的纳米晶传输路径”，它由夹在两个富氧SiOx层之间的三层硅纳米颗粒组成。研究员Gotoh博士说:“你可以把钝化膜想象成一堵有门的高墙。在自然接触中，SiOx层是一堵高墙，Si纳米晶是一扇门。”

太阳能电池中电触点的导电性取决于传输电子电荷的“载流子路径”，而这种电子路径的形成取决于“退火”高温处理。以前的研究表明，在SiOx接触中使用硅纳米颗粒作为载流路径可以获得良好的电性能。在自然接触中，通过退火工艺可以在钝化层中形成非常小的接近球形的硅纳米晶体。这些纳米晶体的直径对应于钝化层的厚度。因此，钝化层的直径和厚度可以通过控制退火条件来调节。

该团队制作了自然接触，并将其置于不同的退火条件下。研究人员通过透射电子显微镜研究了这种接触，发现在750℃的退火温度下，接触中可以形成硅纳米晶体。此外，研究人员讨论了接触的电学特性，发现接触电阻和自然的复合电流与现有接触相当，如隧道氧化物钝化接触(TOPCon)和多晶硅氧化物(POLO)接触。复合电流现象将导致太阳能电池中的电流和电压损失，并降低其效率。

研究人员表示，自然接触解决了钝化层的保护和导电性之间的权衡。这一发展将促进未来建筑一体化光伏(BIPV)和车载一体化光伏(VIPV)的实现，并有助于在未来的低碳社会中获得零能耗建筑和太阳能汽车。为了实现脱碳社会，我们首先需要高效稳定的可再生能源。太阳能电池被认为是一个有前途的选择，但它们的电接触受到表面钝化和导电性之间的“权衡”关系的影响。据国外媒体报道，日本研究人员开发出了一种新型电触点，可以解决这一问题。

(来源:ACS)

近年来使用的商业光伏电池使用堆叠的晶体硅(c-Si)层和超薄氧化硅(SiOx)层来形成电接触。SiOx可以作为钝化膜，这种非反应层可以提高设备的性能、可靠性和稳定性。然而，太阳能电池不能简单地通过增加非反应层的厚度来改进。SiOx是电绝缘体，太阳能电池电触点的钝化和导电之间存在一定的“权衡”关系。

日本名古屋大学的研究人员开发了一种新的SiOx层，不仅可以实现高钝化，还可以提高导电性。这种新型电接触被称为“用于补偿钝化接触的超薄电介质中的纳米晶体传输路径”，它由夹在两个富氧SiOx la之间的三层硅纳米颗粒组成……rs。研究员Gotoh博士说:“你可以把钝化膜想象成一堵有门的高墙。在自然接触中，SiOx层是一堵高墙，Si纳米晶是一扇门。”

太阳能电池中电触点的导电性取决于传输电子电荷的“载流子路径”，而这种电子路径的形成取决于“退火”高温处理。以前的研究表明，在SiOx接触中使用硅纳米颗粒作为载流路径可以获得良好的电性能。在自然接触中，通过退火工艺可以在钝化层中形成非常小的接近球形的硅纳米晶体。这些纳米晶体的直径对应于钝化层的厚度。因此，钝化层的直径和厚度可以通过控制退火条件来调节。

该团队制作了自然接触，并将其置于不同的退火条件下。研究人员通过透射电子显微镜研究了这种接触，发现在750℃的退火温度下，接触中可以形成硅纳米晶体。此外，研究人员讨论了接触的电学特性，发现接触电阻和自然的复合电流与现有接触相当，如隧道氧化物钝化接触(TOPCon)和多晶硅氧化物(POLO)接触。复合电流现象将导致太阳能电池中的电流和电压损失，并降低其效率。

研究人员表示，自然接触解决了钝化层的保护和导电性之间的权衡。这一发展将促进未来建筑一体化光伏(BIPV)和车载一体化光伏(VIPV)的实现，并有助于在未来的低碳社会中获得零能耗建筑和太阳能汽车。

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