为了使 p-n 结能够收集所有光生的载流子,必须最大限度地减少表面复合和体复合。在硅太阳能电池中,这种电流收集通常需要的两个条件是:
- 载流子必须在距离结的扩散长度内产生,以便在复合之前能够扩散到结;并且
- 在局部高复合位处(例如在未钝化的表面或多晶器件中的晶界处),载流子必须在相较复合位处更靠近结处产生。对于不太剧烈的局部复合位处(例如钝化表面),可以在更靠近复合位处生成载流子,同时仍然能够扩散到结并在不复合的情况下被收集。
硅太阳能电池的前表面和后表面均存在局部复合位,这意味着不同能量的光子将具有不同的收集概率。由于蓝光具有高吸收系数,并且在非常靠近前表面的地方被吸收,因此如果前表面是高复合位点,则不太可能产生可以被结收集的少数载流子。同样,高后表面复合将主要影响红外光产生的载流子,红外光可以在器件深处产生载流子。太阳能电池的量子效率量化了复合对光产生电流的影响。硅太阳能电池的量子效率如下所示。
理想和实际太阳能电池中的典型量子效率,说明了光和复合损耗的影响。