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VOC与内建电场的电势差VD正相关。内建电场越强,光生载流子能更有效地分离,载流子复合越小。VD是VOC的上限,VD越高,VOC才有高的可能性。由于内建电场的存在,电子在空间电荷区有附加的电势能,使能带在空间电荷区发生弯曲,能带总的弯曲量就是真空电子能级的弯曲量。同时,当两块半导体材料紧密接触时,电子将从费米能级高的材料流向费米能级低的材料,直到两半导体的费米能级相等为止。因而:
(VD为内建电场电势差,EF为费米能级,q为电子电荷)
对于P型或N型同质结电池(图a),
对于P型异质结电池(图c),
对于N型异质结电池(图b),
(VD为内建电场电势差,EF为费米能级,Eg为禁带宽度,δV为费米能级与价带顶的能量差,δC为费米能级与导带底的能量差,ΔEC为导带带阶,ΔEV为价带带阶,q为电子电荷)
内建电场强度取决于禁带宽度,相比之下激活能项大小约0.1 eV,基本可以忽略。晶硅晶硅同质结电池中,P型和N型单晶硅的禁带宽度为1.12 eV,此为其内建电场强度上限。P型异质结电池中的N型非晶硅、N型异质结电池中的P型非晶硅的禁带宽度均为1.7-1.9 eV。P型异质结电池价带带阶0.45 eV,因而其内建电场强度上限约为1.35 eV;N型异质结电池导带带阶0.15 eV,因而其内建电场强度上限约为1.65 eV。由此可见N型异质结电池的内建电场强度上限远高于P型异质结电池和晶硅同质结电池,即有VD:N型异质结电池>P型异质结
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近日,隆基电池研发再次取得重大突破。经美国国家可再生能源实验室(NREL)认证,隆基自主研发的晶硅-钙钛矿两端叠层太阳电池转换效率达到34.85%,再次刷新晶硅-钙钛矿叠层电池效率世界纪录。晶硅-钙钛矿叠层太阳电池作为下一代超高效太阳电池的主流技术路线,其理论极限效率高达43%,远超单结太阳电池的
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