步进扫描时间分辨光谱及其在硅太阳能电池中的应用

摘要

本文首先描述傅立叶变换光谱学和傅立叶变换光谱仪，并详细介绍了步进扫描时间分辨光谱的发展和工作原理。通过拟合步进扫描时间分辨技术得到的光电导谱，得到了太阳能电池少数载流子寿命，并研究了少数载流子寿命同调制激光时间脉宽的关系。结合太阳能电池暗伏安特性给出的饱和电流密度，很好地阐释了少数载流子寿命同太阳能电池负载特性所得到的开路电压、短路电流和转换效率之间的关系。最后，将少数载流子寿命同由透射谱的带尾态分析得到的样品基区材料的缺陷密度相联系，验证了少子寿命与缺陷密度的反比关系。 并探讨了步进扫描时间分辨装置的其它功用。提出一种改进的方法用来确定硅太阳能电池的有效扩散长度和饱和电流密度。基于暗伏安特性实验，通过考虑串联电阻、并联电阻、高注入条件以及诸如Poole-Frenkel电流、陷阱隧穿电流等机制对Taretto等人用来确定太阳能电池有效扩散长度的方法进行了修正。作者发现，串、并联电阻和其它机制对饱和电流密度和有效扩散长度的影响可以忽略，而高注入条件则对这两项的数值起了决定性的作用。同时考虑了低注入和高注入条件对饱和电流密度影响的理论值与实验所得饱和电流密度非常吻合