氢化非晶硅（a - Si）的合金夹太阳能电池已准备好在背反射镜下展示朗伯光散射特性。朗伯背反射包括沉积在不锈钢基板上的高纹理银/氧化锌。和期望的相反，电流电压（IV）特性，在光照下比传统反射条件下略低。这两种情况下的稳定效率相似。作者对电池性能对背反射纹理的依赖进行讨论。

高效率的a - Si合金太阳能电池的使用要求优质的纹理背反射。不同种类的回反射板他们的功能是有记录的。基本上，背反射的作用，是提供一个高度反射的目的表面，也散射一些斜角度入射光。这个必然的结果就是增强了电池对高波长光的反应。背反射的质地决定了反射光对角度的依赖。一个理想的纹理背反射可以把完全随机化的入射光反射成朗伯分布。我们已经开发了一款这样的朗伯背反射，并且把它和镜面反射相比较。这就是后面分别提到的背反射L和R。这项工作的动力来源于经过有纹理的背反射沉积的电池比镜面反射的展现出更优越的电性能。这个推断导致了L反射将展现最好的电性能的预期。比较电池的性能发现，朗伯背反射并没有全面的优势。这封信讨论了一些实验的结果。

这两种反射的结构从入射光来看在一定程度上是相似的。基本上，都包含一个有纹理的Ag/ZnO薄膜，唯一的不同时朗伯背反射有很高纹理的银和氧化锌薄膜。增加纹理的一个方法是增加沉积温度。纹理可以通过两种技术特征来描述：（1）通过扫描电子显微镜的方法测量形体尺寸；（2）从样本发出的散射光的反射和漫组件。R和L背反射的形体尺寸分别是200-500nm和700-1000nm。R纹理的反射和漫组件是20%至80%并且 L纹理的反射和漫组件是0%至100%.镜面反射光被定义为普通反射光，这是通过探测器位于一个小的立体角（<.l%）来测量出来的。a-Si n i p电池被准备用在两种传统的辉光放电沉积形成的衬底，这两种类型的电池都受到了光致退化。

表I（第一栏） 展示了初始的效率值，开路电压Voc，填充因子FF,短路密度Jsc。电池有效面积为0.25cm2。这里有3组样品。第一组，aa和AA，包括同一的n i p 结构，分别由反射R和L制成。第二组，bb和BB，包括分别由R和L反射生成相似的cells结构，除了i层厚度是aa/AA组的2倍。第三组，cc和CC，包括分别在R和L反射下生成的同一的双带隙双节电池构造。和预期相反，此表反映出R反射下生成的电池初始效率比相对应组的L反射生成的电池要高，电池aa和AA的效率分别是10.4%和9.7%，电池bb和BB的效率分别是10.1%和9.5%，电池cc和CC的效率分别是11.4%和10.3%，在所有样品中L质感对应的所有参数Voc，FF，Jsc的值都偏低。较厚的单节电池bb和BB，像预期的一样与相对应较薄的单节电池aa和AA相比，表现出较高的Jsc值和较低的FF值

为了理解上面的结果，首先来讨论它们可能的生长机制和这两种反射纹理之间的不同点是非常重要的。我们通过实验发现（这里没有给出数据）非晶硅膜在背反射下不是等角生长。这已经通过测量电池沉积后反射光离开背反射器的镜面元件来证实。镜面元件缩短了电池沉积，这意味着在“山谷”得到填补了高于“山丘”。基本上，在一个硅薄膜形貌是平坦的与背面反射比。在非晶硅膜沉积过程中，越高纹理的背反射将会导致“山谷”的填补得到增强，“山丘”的填补变薄。这个过程会导致在大规模的背反射的纹理尺寸下形成不均匀薄膜厚度。对在批量生成这种薄膜，一个电子空穴不必通过垂直于衬底表面而只需要最短的路线来被收集。这个过程将导致更优越的电流收集因此来形成更高的FF值。

一个越统一的方法来理解背反射纹理的作用越能更好地评估纹理变为一个镜面反射率为100%的镜面反射对电池行为的影响。我们发现当纹理从镜面到R纹理增强时，Voc值变的稍低，FF基本不变，Jsc变高。像表I上表现的一样，进一步增加L纹理，将使所有的参数变低

现在要讨论电池参数对背反射纹理的依赖。当纹理从镜面反射增加为R反射，Jsc增加(5%-10%)可以解释为是增强光散射进电池的基础。进一步增加纹理到L反射，将导致Jsc变小。表I中提到的aa和AA的量子效率Q与对应波长的变化曲线如图I,Q曲线下的整体面积表示Jsc的值。对照曲线显示，L反射在蓝色反映区有较高的值，但是次红色反映区域的值多少抵消了这些差别。L反射在蓝色反映区较强的表现要归功于较薄的P层和可能优良的反射效果。尽管a和A沉积时间相同，但L 700-1000nm形体尺寸比R 200-500nm要大，所以能得到较薄的P层。L在红色反映区较低有两方面的原因：第一，红色/红外线波长在空气中的测量对应紫外线波长(<200 nm)在非晶硅膜中有折射率高的优势。紫外线波长比R和L反射器形体尺寸都要小。因此，尽管光的散射在L纹理下更好，但它不会导致Jsc增加。第二，在L反射器下散射的增长导致附加光学的损失。

从镜面反射到L反射伴随纹理的增加Voc变小可能有两方面的原因：第一，像之前提到的，伴随纹理增加，P层有效变薄。因此，如果P层厚度仅仅适合镜面反射，它将对更高的纹理变的越来越不足。已经被证明了最低的P层厚度能提供最高的Voc。蓝色反映区L反射更高的量子效率（图I）归功于相对应的较薄的P层。然而我们已经做的较厚P层的电池，Voc不会再变高，表明用在样品aa和AA的P层厚度是足够的但不能解释高纹理对应低Voc。第二个原因是较低的Voc是电池的黑暗反向饱和电流密度伴随着纹理的增加而增长。黑暗电流密度，Jo，是成正比的电池面积。尽管间隙面积一样，但有效电池面积随着纹理的增加而增加。Jsc随着纹理由镜面反射到R反射的增加而增加的量被增强的黑暗电流密度所抵消。因为Voc是由Jsc/Jo比率来决定的，所以Voc的值随着纹理的增加而减小。

FF的值是一个最直接的量测i层质量好坏的方法。高的FF值表明内在材料有更好的集合属性。镜面和R反射的FF值基本相似，L反射的FF值比较低（表I）。前面概述的生长机制预计将随着纹理的增加对FF进行改善。但实际结果是随着基板增加纹理将可能增加非晶硅i层的缺陷密度。低密度包括之前报道过的非晶硅薄膜在纹理表面的成长。纹理反射（尤其L反射）越高的缺陷密度越能得出这个结论。

所有的电池都受到光致降解，曝光量将在电池在阳光下，50℃，断路放置达到600小时后实现。这个结果在表I S列有总结。纹理R和L的稳定效率基本相似也相当程度的证明了稳定效率不依赖于基底的纹理。由于较低的初始效率，L反射有较小的衰减率。R和L在光照下有类似的缺陷密度增加。像前面解释的，因为不规则的生长机制，在相同的缺陷密度下，L反射制备的电池有稍微好的FF.这个争论的真实性证实表I表示的分别在R和L下稳定FF aa和AA，bb和BB，cc和CC分别是0.57，0.58；0.51，0.52；0.63，0.64。样品AA和CC其在L反射下的稳定Jsc相对R反射较低。然而，对于较厚的bb和BB来说，较低的稳定FF限制了光生载体的收集效率。因此，样品BB的Jsc较高为16.0 mA/cm2，而对应的bb的Jsc为15.7 mA/cm2。L的Voc较低之前就已解释。

这封信所表达的结果有一个非常重要的技术暗示，如果设备在朗伯纹理下制备的初始效率能得到改善，其稳定效率将对现有行业的稳定效率带来威胁。直观地说，这是很有可能的因为两种纹理可能需要不同的沉积条件来达到物料的质量最优。这封信所描述的电池具有同一的沉积条件。正在开展的工作是改善L纹理下的设备质量。

总的来说，我们已经说明了应用较高纹理的背反射没有明显的优势。初始效率偏低，最终的稳定效率和用普通的背反射方法得到的稳定功率基本上差不多。

我们要多些M. Lycette， M. Hopson， G. Hammond，and E.Chen因为实验上的帮助，我们也要多谢V. Trudeau准备手稿。该项目的部分资金由NREL根据分包合同编号ZM-1 - 19033 - 2承认。

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