表面微结构对多晶黑硅太阳电池效率的影响

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1、10167论文题目：表面微结构对多晶黑硅太阳电池效率的影响EffectofSurfaceMicrostructureonEfficiencyofPolycrystallineBlackSiliconSolarCells作者姓名：孙楚潇指导教师：刘爱民教授专业名称：凝聚态物理研究方向：高效太阳能电池学院年级：新能源学院15级完成日期：2018年4月渤海大学研究生学院1表面微结构对多晶黑硅太阳电池效率的影响摘要黑硅是一种新型的晶硅材料，通过工艺在硅片表面制备出陷光结构，大大降低其反射率，由于其反射率很低，所以在肉眼观察时其表面

2、呈现黑色。本文主要通过如下实验，提高黑硅太阳电池的电池性能。（一）优化制绒工作参数。改变腐蚀液配比、反应时间等关于参数，利用少子寿命、反射率、制绒速率、电池效率、开路电压、短路电流获得最佳工艺参数。结果表明：HF(40％)：HN03(65%)：H2O体积比为3:1:2时其反应速率最高，刻蚀30s时制绒效果最优，电池光电转换效率达18.24%。（二）在最优制绒参数的基础上，利用NaOH腐蚀液对多晶黑硅纳米孔扩孔处理。当扩孔腐蚀时间为40s时，多晶黑硅太阳电池反射率为8.07%，效率为18.00%，此时的电池效率比常规多晶硅电

3、池效率高2.19%，比未经扩孔工艺处理的多晶太阳电池效率高1.49%。（三）利用ALD技术沉积Al2O3薄膜对电池表面进行钝化，改变参数为沉底温度和退火温度。ALD沉积温度变化范围为200-500℃，退火温度300-450℃，借助QSSPC少子寿命和方块电阻等测试技术实现沉积层最优质量。结果表明：当沉积温度为300℃，退火温度为450℃时，得到的Al2O3薄膜性能最优。（四）在PERC电池结构中通过比较Al2O3和Al2O3/SiOx不同叠层获得最优叠层条件。Al2O3/SiOx时叠层的电池性能最优。，电池的光电转化效率达

4、19.6%，开路电压为660mV，短路电流为39mA/cm2。本文研究的硅片表面微结构参数、多晶黑硅NaOH扩孔的工艺参数以及叠层钝化参数对于进一步提高黑硅太阳电池性能具有十分重要的工艺参考价值。[关键词]:表面微结构；黑硅太阳电池；原子层沉积；钝化工艺；沉积叠层工艺IEffectofSurfaceMicrostructureonEfficiencyofPolycrystallineBlackSiliconSolarCellsAbstractBlacksiliconisanewtypeofcrystallinesilico

5、nmaterial.Throughtheprocess,alighttrappingstructureispreparedonthesurfaceofthesiliconwafer,whichgreatlyreducesthereflectance.Duetoitslowreflectance,thesurfaceisblackwhenobservedwiththenakedeye.Thispapermainlyimprovesthebatteryperformanceofblacksiliconsolarcellsthr

6、oughthefollowingthreeaspects.(1)Optimizethetexturingworkparameters.Changeparameterssuchascorrosionliquidratioandreactiontime,andusetheminoritylife,reflectivity,texturingrate,cellefficiency,opencircuitvoltage,andshort-circuitcurrenttoobtainoptimalprocessparameters.

7、TheresultsshowthatthereactionrateofHF(40%):HNO3(65%):H2Ovolumeratiois3:1:2,andthebesteffectoftexturingis30seconds.Thephotoelectricconversionefficiencyofthebatteryis18.24%.(2)Basedontheoptimaltexturingparameters,thepolycrystallineblacksiliconnanoholesareboredwithNa

8、OHetchingsolution.Whentheetchingtimeforholeexpansionis40s,thereflectivityofthepolycrystallinesiliconblacksolarcellis8.07%,theefficiencyis18.00%,andtheef