硕士论文——晶体硅太阳电池的激光工艺和前点电极技术研究

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1、学位论文摘要晶体硅太阳电池的激光工艺和前点电极技术研究专业：凝聚态物理摘要为了提高晶体硅太阳电池的转换效率，本文进行了如下方面的电池制造工艺和电池结构探索。第一章对激光在晶体硅太阳电池中的应用做了综述和分析。文中将激光在电池工艺中的作用归纳为激光热效应和激光刻蚀效应，并具体介绍了这两种效应在各种硅太阳电池特别是高效电池中的应用。文中指出，由于具备精确的选择性、精细的线宽、较高的处理速度，激光工艺与太阳电池的点电极有着非常紧密的联系，文中还对激光工艺的优点做了简要的概括。基于激光特有的优点，利用Nd:

2、YAG脉冲激光做了诸多电池工艺探索。第二章内容，是有关激光热效应在电池中的应用。采用单脉冲激光和连续多脉冲激光分别制备出了背点电极激光烧结电池。但由于激光脉冲的不稳定性，用单脉冲激光烧结的电池效率一般低于11.0％，并且工艺非常难于控制。多脉冲烧结电池的光电转换效率比现有的传统工业参考电池的至少高出2.0％。而利用多脉冲激光对同一点电极烧结得到的电池的效率一般在14.5％以上。利用激光热效应，还对低效工业硅电池的背电极进行了二次烧结研究，得到的电池平均效率从10.0%提高到10.4%.第三章是有关激

3、光刻蚀效应的应用。为了消除晶体硅太阳电池中的局部漏电区域对电池的影响，它们被整体地被移除并用正常的电池修补。利用红外热像和激光刻蚀，电池中靠近边沿（电池A）和中心区域（电池B）的漏电区域被检测出，随后被移除。经过处理后，电池A和B的效率分别提高了6.9%和3.0%。之学位论文摘要后，电池B原漏电区域被正常的电池替补并作电学并联，得到的电池的工作电流进一步从3.71A提高到4.11A，从而提高了电池在组件中的匹配，电池的输出功率也得到了提高。第四章对红外热像在太阳电池制造工艺检测中的应用作了研究。先用

4、红外热像检测出漏电的区域，再附之以其它分析手段，漏电的原因可以辨别出来。该方法可为太阳电池工艺参数的优化和工艺现场管理提供有益的帮助。在第五章，提出了前点电极即梁桥电极结构，该电极结构由与桥墩和桥梁结构相似的部分组成，可以减轻由于传统丝网印刷电极所造成的碎末效应。通过制备出桥墩间距不同的电池，得到的桥墩间距为1.93mm的电池效率要比间距为1.00mm的效率高出0.3％。在第六章，通过使用不同参数的梁桥结构电池，这些电池具有不同的桥墩与发射极的接触面积，准确地测出了由于前电极穿透发射极所造成的漏电电

5、阻的大小。该样品制作工艺能与现有硅太阳电池工艺兼容，为测量提供了很大的便利。该测量方法可以为太阳电池的结构、材料和工艺的设计和优化提供参考。最后为本论文的结论。关键词：太阳电池，晶体硅，激光，热效应，刻蚀效应，点电极，漏电，梁桥学位论文摘要ABSTRACTInordertoincreasetheconversionefficiencyofcrystallinesiliconsolarcell,severalapproachesweremadeincludingthenewprocessesandne

6、wcellstructures.Inchapter1,dependingontheadequatereferenceinformation,applicationsoflaserprocessesinthecrystallinesiliconsolarcellmanufacturingwerereviewedandanalyzed.Thelaserfunctionsincellfabricationprocesseswereclassedintothermalandetchingeffects,an

7、dtheirapplicationsinvarioustypesofsiliconsolarcellsespeciallyhighefficiencycellswereconcretelyintroduced.Beingofaccurateselectiveness,subtlewidthandhighoutput,laserprocesseshavecloserelationwiththepointcontactsforsiliconsolarcell,thecloserelationbetwee

8、nlaserprocessandtheadvantagesoflaserprocesswerebrieflyoutlined.Basedonthespecificcharacteristicsofthelaserprocesses,theapplicationofNd:YAGpulsedlaserswereexploitedinthewereappliedinthefollowingsolarcellprocessesandstructures.Inchapter2,