is much higher than those of the H-terminated silicon surface
and passivated by a native oxidation layer, 27.88 s and 24.70 s
respectively. It is worth mentioning that the samples without passivation
(H-terminated) and that passivated by native oxidation
also perform well, since the minority carrier lifetimes of such samples
are higher than that (21.10 s) treated by the optimal wetting
oxidation technology [23].
The minority carrier lifetime is determined by the surface and
bulk recombination [28], as given in Eq. (1) bellow;
1
m
= 1
b
+
2S
d (1)
where m and b is the measured lifetime and the bulk lifetime
respectively, S is the surface recombination velocity, and d is the
wafer thickness.
To characterize the surface passivation effect, eliminating the
influence from thickness, we have also calculated the S values from
Eq. (1). In our calculations, b = 19 ms is used [28], and the wafer
thicknesses are all assumed to be 500 m. The S values obtained
are 1051, 895 and 603 cm/s, for the native oxidized, H-terminated,
andi a-Sipassivatedsiliconsurfaces, respectively. These results also
demonstrate that the i a-Si passivation method is the best, which
is consistent with the device performances as given below.
3.3. Device performance
The current-voltage characteristics of the planar ultrathin cSi/PEDOT:PSS
solar cells using above passivation technologies are
shown in Fig. 4(a). Apparently, the device using the i a-Si passivation
method possesses the highest short current density Jsc and
open voltage Voc, thus the best performance (PCE = 5.68%).
The average values of Jsc and Voc including standard deviation
from several solar cell devices are listed in Table 1. Firstly, it can
be seen that the Voc of devices passivated by i a-Si is 6.6% and 8.4%
higher than those without passivation and passivated by native oxidation,
respectively. This improvement can be mainly attributed to
the atomic scale rough surface of the deposited i a-Si layer, which
is better for the formation of high quality hetero junction between
the c-Si and the PEDOT:PSS layer. Then, the Jsc of solar cells passivated
by the i a-si is also enhanced by 4.0% and 8.0%, compared
Table 1
Photovoltaic characteristics of Si/PEDOT:PSS solar cells with different passivation.
Passivation Voc (mV) Jsc (mA/cm2) FF (%) (%)
i a-Si 438 ± 7 19.50 ± 0.22 62.12 ± 2.28 5.30 ± 0.21
H-terminated 411 ± 7 18.75 ± 0.17 64.97 ± 2.88 5.01 ± 0.22
Native oxide 404 ± 35 18.06 ± 0.44 64.35 ± 4.15 4.71 ± 0.59
with those without passivation and passivated by native oxidation
layer. The increased Jsc can be directly related to better passivation
of the i a-Si layer.
The passivation effect of different methods can be reflected by
the R-M/T of the photovoltaic devices. The limited current density
is calculated by integrating the incident solar photon flux density
from AM1.5 spectrum in the waveband 300–1100 nm, under
the assumption that the internal quantum efficiency is 100%. The
obtained results for photovoltaic devices of different thickness are
plotted in Fig. 4(b). For the device of 18 m thickness, we have also
calculated the more practical limited current density that excludes
optical losses, which means the part of light being reflected (supporting
information). The obtained current density is 23.5 mA/cm2.
Referring to this value, the R-M/T for devices passivated using the
i a-Si, HF treatment and native oxidation methods are 83.0%, 79.8%
and 76.9%, respectively. The higher value for the device passivated
by an i a-Si layer denotes that this method is an ideal passivation
method for c-Si/PEDOT:PSS solar cells. Besides, all the R-M/T values
for the devices in this study are dramatically higher than those
for the devices with complex light-trapping designs, 51.0% [13].
This demonstrates the remarkable superiority of planar structural
ultrathin solar cells.
4. Conc
is much higher than those of the H-terminated silicon surfaceand passivated by a native oxidation layer, 27.88 s and 24.70 srespectively. It is worth mentioning that the samples without passivation(H-terminated) and that passivated by native oxidationalso perform well, since the minority carrier lifetimes of such samplesare higher than that (21.10 s) treated by the optimal wettingoxidation technology [23].The minority carrier lifetime is determined by the surface andbulk recombination [28], as given in Eq. (1) bellow;1m= 1b+2Sd (1)where m and b is the measured lifetime and the bulk lifetimerespectively, S is the surface recombination velocity, and d is thewafer thickness.To characterize the surface passivation effect, eliminating theinfluence from thickness, we have also calculated the S values fromEq. (1). In our calculations, b = 19 ms is used [28], and the waferthicknesses are all assumed to be 500 m. The S values obtainedare 1051, 895 and 603 cm/s, for the native oxidized, H-terminated,andi a-Sipassivatedsiliconsurfaces, respectively. These results alsodemonstrate that the i a-Si passivation method is the best, whichis consistent with the device performances as given below.3.3. Device performanceThe current-voltage characteristics of the planar ultrathin cSi/PEDOT:PSSsolar cells using above passivation technologies areshown in Fig. 4(a). Apparently, the device using the i a-Si passivationวิธีมีความปัจจุบันสั้นสูง Jsc และแรงดัน Voc ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดจึงเปิด (PCE = 5.68%)ค่าเฉลี่ยของ Jsc และ Voc รวมส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานจากเซลล์แสงอาทิตย์หลาย อุปกรณ์แสดงอยู่ในตารางที่ 1 ประการแรก มันสามารถจะเห็นได้ว่า Voc อุปกรณ์ passivated โดยฉันเป็นศรีเป็น 6.6% 8.4%สูงกว่าผู้ที่ไม่มีฟิล์ม และ passivated โดยเจ้าออกซิเดชันตามลาดับ การปรับปรุงนี้อาจเป็นส่วนใหญ่เพราะผิวขรุขระขนาดอะตอมของฝากที่ฉันมีในชั้น ซึ่งจะดีกว่าสำหรับการก่อตัวของการเชื่อมต่อผ่อนคุณภาพระหว่างc-ซีและชั้น PEDOT:PSS แล้ว Jsc passivated เซลล์แสงอาทิตย์โดย i เป็นศรีคือเพิ่มขึ้น 4.0% และ 8.0% เปรียบเทียบตารางที่ 1ลักษณะเซลล์แสงอาทิตย์ของศรี / เซลล์แสงอาทิตย์ PEDOT:PSS กับฟิล์มแตกต่างกันทู่ Voc (mV) Jsc (mA/cm2) FF (%) (%)ฉันมีศรี 438 ± 7 19, 50 ± 0.22 62.12 ± 2.28 5.30 ± 0.21หยุด H 411 ±± 7 18.75 0.17 64.97 ± 2.88 5.01 ± 0.22ออกไซด์เจ้า 404 ± 35 18.06 ± 0.44 64.35 ±อื่น 4.71 4.15 ± 0.59กับผู้ที่ไม่มีฟิล์ม และ passivated โดยเจ้าออกซิเดชันชั้น Jsc เพิ่มสามารถสัมพันธ์กับดีกว่าฟิล์มโดยตรงของชั้นที่สี่สามารถสะท้อนผลทู่ของวิธีต่าง ๆ โดยR-M/T อุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์ ความหนาแน่นในปัจจุบันจำกัดคำนวณ โดยรวมความหนาแน่นฟลักซ์โฟตอนแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบจากสเปกตรัม AM1.5 ในการ waveband 300-1100 nm ภายใต้สมมติฐานว่า ควอนตัมภายในประสิทธิภาพเป็น 100% การจะได้รับผลสำหรับอุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์ความหนาแตกต่างกันพล็อตในรูป 4(b) สำหรับอุปกรณ์ความหนา 18 เมตร เรามีคำนวณจริงเพิ่มเติมจำกัดความหนาแน่นของกระแสที่ไม่รวมขาดทุนจากการออปติคอล ซึ่งหมายความว่า ส่วนของแสงสะท้อน (สนับสนุนข้อมูล) ความหนาแน่นในปัจจุบันได้รับเป็น mA 23.5 ซม. 2หมายถึงค่านี้ R-M/T passivated ใช้อุปกรณ์การฉันมีศรี รักษา HF และวิธีดั้งเดิมออกซิเดชันมี 83.0%, 79.8%และ 76.9% ตามลำดับ ค่าสูงสำหรับอุปกรณ์ passivatedโดย i มีศรีชั้นแสดงว่า วิธีนี้เป็นฟิล์มที่เหมาะวิธีการใน c / เซลล์แสงอาทิตย์ PEDOT:PSS นอกจากนี้ ค่า R-M/T ทั้งหมดสำหรับอุปกรณ์ในการศึกษานี้จะสูงมากกว่าสำหรับอุปกรณ์ที่มีแผ่นกรองแสงซับซ้อน 51.0% [13]นี้แสดงให้เห็นถึงความเหนือกว่าที่โดดเด่นของโครงสร้างระนาบเซลล์แสงอาทิตย์ที่บางเฉียบ4. การส
การแปล กรุณารอสักครู่..
