无掺杂的载流子选择性接触是单晶硅（c-Si）光伏太阳能电池领域的新兴技术，具有进一步提高c-Si太阳能电池功率转换效率（PCE）、降低其成本的巨大潜力。相关研究多集中于不同的无掺杂的选择性接触材料的研究，所采用的电池多基于一边为无掺杂（要么选择电子要么选择空穴）、另一边为掺杂的接触；仅有个别论文报道了电子和空穴选择性接触均为无掺杂的电池结构。以上报道均采用了百微米厚的c-Si晶圆。为了进一步降低电池成本，减薄c-Si厚度势在必行。

为此，我们首次研究了厚度< 50 μm且具有无掺杂的载流子选择性接触（亚化学计量的MoOx和LiFx）的c-Si异质结太阳能电池。首先，我们通过碱腐蚀成功制备出了厚度分别为6.8、14.8和49.4 μm的c-Si薄膜，具有优异的柔韧性（图1）。在此基础上，我们采用无掺杂的低温工艺制备工艺，成功制备出了薄膜c-Si太阳能电池（图2）。当晶片厚度减小到49.4 μm（初始厚度的24.7％）时，电池PCE仍然保持200 μm厚的c-Si电池的88.2％。当晶片厚度小于初始值的10％（如7.4％和3.4％）时，对于14.8和6.8 μm厚的太阳能电池，仍然能够实现初始PCE的61.2％和39.2％。通过对MoOx/c-Si和c-Si/LiFx/Al界面特性和能带关系的深入研究，我们发现MoOx薄膜的化学钝化、以及MoOx和LiFx薄膜的场效应钝化和载流子的选择性是薄膜单晶硅异质结太阳能电池得以保持较高PCE的主要原因。因此，我们的工作为柔性薄膜c-Si太阳能电池领域提供了一种低成本、高性能的技术途径。

图1 薄膜单晶硅的扫描电子显微镜截面图和弯曲特性表征。

图2 基于无掺杂的载流子选择性接触的单晶硅异质结太阳能电池及特征参数表征。

相关工作发表在以< 50-μm thin crystalline silicon heterojunction solar cells with dopant-free carrier-selective contacts为题发表于Nano Energy 64, 103930 (2019)（影响因子：15.548）。论文第一作者为硕士生戴浩，通讯作者为杨柳副教授，共同通讯作者为何赛灵教授。该工作受到国家自然科学基金（91833303和61775195）、国家重点研发计划（2017YFA0205700）和中央高校基础研究基金（2019FZA5002）的资助。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519306378?dgcid=author