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Understanding of the influence of localized surface defectivity properties on the performances of silicon heterojunction cells

Authors :
Erwann Fourmond
Jordi Veirman
Renaud Varache
Valentin Giglia
Institut National de L'Energie Solaire (INES)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
INL - Ingénierie et conversion de lumière (i-Lum) (INL - I-Lum)
Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Centrale de Lyon (ECL)
Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-École supérieure de Chimie Physique Electronique de Lyon (CPE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Université de Lyon-École supérieure de Chimie Physique Electronique de Lyon (CPE)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
École Centrale de Lyon (ECL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Progress in Photovoltaics, Progress in Photovoltaics, Wiley, 2020, ⟨10.1002/pip.3330⟩, Progress in Photovoltaics, 2020, 28, pp.1333-1344. ⟨10.1002/pip.3330⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
Wiley, 2020.

Abstract

International audience; The industrial fabrication process of silicon heterojunction (SHJ) solar cells can induce locally depassivated regions (so-called defectivity) because of transportation steps (contact with belts, trays, etc.) or simply the environment (presence of particles at the wafer surfaces before thin film deposition). This surface passivation spatial heterogeneity is gaining interest as it may hinder the SHJ efficiency improvements allowed by incremental process step optimizations. In this paper, an experimentally supported simulation study is conducted to understand how the local a-Si:H/c-Si interface depassivation loss impacts the overall cell performance. The defectivity-induced cell performance drop due to depassivated regions was attributed to a bias-dependent minority carrier current flow towards the depassivated region, which is shown to affect all current-voltage (I(V)) parameters, and in particular the fill factor. Simulation was used further in order to understand how the defectivity properties (spatial distribution, localization and size) impact the induced performance losses. In the light of all results, we propose ways to mitigate the defectivity influence on the cell performances.

Details

ISSN :
1099159X and 10627995
Volume :
28
Database :
OpenAIRE
Journal :
Progress in Photovoltaics: Research and Applications
Accession number :
edsair.doi.dedup.....d6ec78d998b6badeee6f1293fff90e52