[科普中国]-背场太阳电池

电池概述

背场电池是在常规电池的基础上，用掺硼或淀积铝层烧结的方法在电池背面P型基体上形成一高掺杂浓度的P+层，在常规电池的背面增加了一个P+_ P高低结，形成了一个背电场。它的作用使产生在基区背面的电子-空穴对加速向P-N结方向扩散，提高了光生载流子的收集效率，从而提高了电池的效率，特别是提高了长波部分的光谱响应。对于高阻背场硅太阳电池，开路电压可达0.59～0.62 V。电池的效率可达14.0%～14.5%。但是，背场电池的辐照损失要比常规电池大。2

电池结构背场太阳电池在电池基体与下电极相接的边界处具有一个内建电场。该电场是在电池基体靠近下电极的一侧，用扩散等方法建立一个同种杂质的高掺杂区，形成P-P+或N-Ⅳ的同种杂质浓度梯度，从而在电池背面产生一个类似P-N结的内建电场。

图中，基区1代表正常的基区部分，基区2代表靠近下电极的同种杂质的高掺杂区。这种**N+-P-P+(或P+-N-N+)**结构，由于背场的作用，提高了太阳电池的工作电流和工作电压。3

实际应用由于背场的作用，提高了太阳电池的长波响应和光生电动势，从而提高了太阳电池的工作电流和工作电压。背场太阳电池的光电转换效率较高，因此已经批量生产，并在空间获得大量应用。但是其耐辐照性能稍差，故通常应用在寿命偏短的低轨道航天器上。4