由于非晶硅薄膜太阳电池具有成本较低、温度特性较好等特点，是近些年来应用较广泛的低成本硅基太阳电池之一，但是该电池也存在转化效率较低的问题，是制约其发展的主要因素之一[1]。相关研究表明，可通过改变电池的结构来提高非晶硅薄膜太阳电池的转化效率，进而提高其市场竞争力[2]。本文设计了一种新型的具有环形闭合PN结的埋栅 (CJBE)非晶硅薄膜太阳电池，利用multisim软件研究结果，提高薄膜电池的受光面积、电极与硅薄膜的接触面积来提高电池的转换效率。

1 实验

图1所示为CJBE薄膜电池的结构示意图，其中环形PN结由P型非晶硅薄膜包覆N型非晶硅薄膜形成，电池电极的埋栅结构由位于N型薄膜中的电极构成。由于CJBE薄膜电池为单结电池，无需对其厚度及材料进行匹配[3]。由于CJBE电池中与底电极平行的两个面均可吸收太阳光，可大大提高电池对光的吸收能力。CJBE电池中电极位于N型区中，与上下两个本征区之间的距离相等，这样可缩短载流子与电极之间的运动距离，可使电池对长波的吸收效率提高。

图1 CJBE薄膜电池的结构示意图

图2所示为CJBE电池的制造工艺流程，首先通过磁控溅射的方法在玻璃衬底上淀积透明导电层TCO，同时在TCO上淀积P型非晶硅薄膜，然后通过导电玻璃在P型非晶硅薄膜上淀积本征和N型非晶硅薄膜，采用磁控溅射的方法在N型非晶硅薄膜上淀积中间电极TOC透明导电薄膜，其中磁控溅射时掩模的窗口尺寸决定着TOC中间电极的尺寸。最后通过激光开通孔后，依次淀积P型非晶硅和金属背电极，即可形成本文CJBE的电池结构。

在知识经济时代，知识型员工与普通员工的价值贡献差异很大,对回报的渴望也相差很大。物质待遇虽是低层次需求,但它已是一个人社会声望的标志,也是一个人所属于什么类型阶层的区分标准，因此物质水平的高低已经变成了一种成就层次上的满足。与其他员工相比,知识型员工考虑的更多的是个人职业规划的发展所带来的成就感和价值感,并需要通过合理公平的报酬体现出来。

图2 CJBE电池的制造工艺流程

2 结果与分析

图3所示为CJBE电池与单结非晶硅电池的I-V特性，观察图3可发现，二者相比CJBE电池的特性较好。与单结电池相比，CJBE电池的电流强度及填充因子FE均较高，但开路电压略低。这主要由于CJBE电池的环形PN结中一个面与电池表面更接近，一个面与底电极更接近，这可增加电池对长波及短波的吸收效率，进而提高电池的光生电流强度[4]。与单结薄膜电池相比，CJBE电池的光生电流强度约提高了45%。

图3 CJBE电池与单结非晶硅电池的I-V特性

图6所示为电池N型区杂质浓度变化时电池的光谱响应，观察图6可发现，电池的光谱响应强度随电池中N型非晶硅薄膜的杂质浓度先增强后减弱。这主要是由于当N型非晶硅中的杂质浓度过低时，电池的串联电阻较大，此时电池的光谱响应强度较弱；当N型非晶硅中的杂质浓度过高时，载流子的复合率升高，此时电池的光谱响应强度减弱[5]。

大肠杆菌肠炎 （败血型、产肠毒性）的犊牛，多发生于出生后2～3天急性病例，大肠杆菌经肠道进入血液，引起急性败血症。主要临床表现出精神萎靡，无食欲，严重脱水，肌肉无力，继而昏迷卧地不起，如治疗不及时一天内死亡，体温偏高或者正常。有时无任何临床症状突然死亡，发病急病程短。这种类型今年在某养殖场表现最为突出，发病率占20%，死亡率42.8%。

图4 当通孔面积与电池面积之比变化时，CJBE电池的光谱响应

图5所示为电池的厚度变化时，CJBE电池的光谱响应，观察图5可发现，电池的长波响应随其厚度的增加而增强，这主要是由于在薄膜中长波的吸收深度较深。当本征层过厚时，会使得向电极运动中的光生载流子被复合，使得短波电流的强度降低。综合比较发现，当电池的厚度为2.72 μm时，电池的光谱响应强度最大。

图5 电池的厚度变化时，CJBE电池的光谱响应

图4所示为当通孔面积与电池面积之比变化时，CJBE电池的光谱响应，观察图4可发现，电池的光谱响应强度随通孔面积的增大而减弱。这主要由于当通孔尺寸变大时，电池PN结的受光面积下降，使得电池的光谱响应强度减弱。当通孔面积与电池面积之比为0.15及0.25时，电池的光谱响应强度相近，这主要是由于当通孔尺寸过小时，电池的电流虽然会随其受光面积的增大而增大，但是与电池串联的电阻也会随之增大，使得电池的电流减小，所以使得两种条件下电池的光谱响应相近。当通孔尺寸较小时不利于制备电极时金属的填充，所以在生产实际中，电池的通孔面积占总面积的25%较好。

图6 电池N型区杂质浓度变化时电池的光谱响应

图7所示为电池P型区杂质浓度变化时电池的光谱响应，观察图7可发现，电池的光谱响应强度随电池中P型区的杂质浓度减弱，其中短波的相应强度减弱得较明显。这主要是由于当P型区中的杂质浓度上升时，会出现重掺杂效应，使得P型区载流子的复合率上升，使得电池的光谱响应强度变弱，所以当P型区的杂质浓度上升时，电池的短波强度变弱。当P型非晶硅薄膜的杂质浓度为1×1019cm－3时，由于非晶硅的杂质浓度过高会出现死层，使得电池的短波响应被复合，长波响应也随之减弱。通过上文实验结果可发现，CJBE电池的N型非晶薄膜的杂质浓度在5×1016～1×1017cm－3之间时，电池的光谱响应较高，当P型非晶硅薄膜的掺杂浓度较低时，电池的输出电流较大。

图7 电池P型区杂质浓度变化时电池的光谱响应

3 结论

本文主要设计了一种新型的具有闭合环形PN结埋栅非晶硅薄膜太阳电池，通过对实验所得电池进行光谱响应分析可发现，与单结薄膜电池相比，CJBE电池的光生电流强度约提高了45%；电池的结构参数对CJBE电池的性能影响显著，电池的光谱响应强度随通孔面积的增大而减弱，电池的长波响应随其厚度的增加而增强；电池的光谱响应强度随电池中N型非晶硅薄膜的杂质浓度先增强后减弱，随电池中P型区的杂质浓度减弱，其中短波的相应强度减弱得较明显。CJBE太阳电池可使其光谱响应强度明显提高，具有较好的市场前景。

油页岩陶砂制品具有体积轻、抗压强度高、吸水率低、隔热、隔音、保温、防火、抗震、抗冻、易施工等特点，各种性能达到国家规定标准，是目前最好的节能材料。

参考文献：

[1]鲁源坤，张敏刚.硅基薄膜太阳能电池及硅锗薄膜在其中的应用[J].山西冶金，2010(2)：8-10，76.

[2]刘春娜.薄膜太阳电池技术进展及市场前景[J].电源技术，2012(12)：1778-1779.

[3]季鑫，杨德仁，答建成.硅基单结太阳能电池的制备技术、缺陷及其性能的研究[J].材料导报，2016(3)：15-18，28.

[4]王强，顾江，徐影，等.硅基环形PN结埋栅薄膜太阳电池的设计与研究[J].太阳能学报，2016(1)：1-4.

[5]冯金晖，杜光远，王赫，等.蒸发法制备CIGS薄膜太阳电池的研究进展[J].电源技术，2014(4)：788-792.