分会

第六十一分会：能源化学

摘要

载流子选择接触是提升晶硅太阳电池转换效率的关键[1]。高效晶硅电池以掺杂薄膜硅为载流子选择接触结构，但薄膜硅的光学寄生吸收限制了晶硅电池效率的提升空间。宽带隙金属氧化物凭借光学优势，成为有望突破薄膜硅光学限制的一类载流子选择接触材料[2]。其中，基于氧化钼（MoOx）空穴选择接触的晶硅电池效率已达到23.5%[3]，但是MoOx与临近层的化学反应造成器件效率的衰减。本工作基于金属氮化物具有更优的电导率和界面稳定性，探索将氮化钼（MoNx）作为高效稳定的新型空穴选择接触结构[4-5]。首先，通过磁控溅射制备了高功函（5.62 eV）且低电导率（5.0  10-4 Ω∙cm）的MoNx薄膜，发现MoNx对晶硅表面的钝化作用和晶硅/MoNx界面接触电阻率均有待改善；其次，验证MoNx作为空穴选择接触的晶硅电池效率（16%）和器件稳定性，并以MoOx/ MoNx叠层结构提升器件效率（17%）；最后，通过对比分析MoOx和MoNx薄膜表界面和体相结构与功函数，发现MoNx功函数因存在表面层而被高估，较低的体相功函数是限制其空穴选择性能的主要因素，同时，MoNx与临近层界面稳定性保证器件性能的稳定。本工作对MoNx钝化接触性能和结构的全方位表征，建立了清晰的构效关系，为高效光伏器件设计高质量宽带隙金属氧化物载流子选择接触结构提供研究思路。

关键词

载流子选择接触;宽带隙金属氧化物;功函数

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