太阳电池铸造多晶硅材料的结构缺陷及其控制.pdf

《太阳电池铸造多晶硅材料的结构缺陷及其控制.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、太阳电池铸造多晶硅材料的结构缺陷及其控制／李云明等·29·太阳电池铸造多晶硅材料的结构缺陷及其控制李云明，，u，罗玉峰，张发云，胡云，王发辉(1新余学院新能源科学与工程学院，新余338004；2新余学院江西省高等学校硅材料重点实验室，新余3380043中国科学院大学深圳先进技术研究院，深圳518055)摘要铸造多晶硅具有高的性价比，已成为主要的光伏材料，其晶体内的结构缺陷显著影响太阳电池的转换效率。综述了传统铸造多晶硅太阳电池材料和新型黑硅太阳电池材料的研究进展，同时阐述了控制多晶硅中的杂质、晶界、位错的途径及方法。关键词多晶硅黑硅结构缺陷杂质晶界位错中图分类号：TM914．4文献标识码：AD

2、OI：10．11896／j．issn．1005一o23X．2015．013．005RestrainingtheStructureDefectsinCastMulticrystallineSiliconMaterialsUsedforSolarCellsLIYunming'，u，LUoYufeng，ZHANGFayun，HUYun，WANGFahui’(1SchoolofNewEnergyScienceandEngineering，XinyuUniversity，Xinyu338004；2KeyLaboratoryofJiangxiUniversityforSiliconMaterials，Xi

3、ngyuUniversity，Xinyu338004；3ShenzhenInstitutesofAdvancedTechnology，UniversityofChineseAcademyofSciences，Shenzhen518055)AbstractCastmulticrystallinesiliconhasbecomethedominantmaterialforsolarcellsforitshighperfor-mance-priceratio．Propertiesofthesolarcellsstronglydependonstructuredefectsofthemulticrys

4、tallinesilicon．Thestatusquooftraditionalmulticrystallinesiliconmaterialsandblacksiliconmaterialsusedforsolarcellsisdescribed．Inaddition，variousroutestOrestraintheimpurities，grainboundariesanddislocationsinpolysiliconareanalyzed．Keywordsmulticrystallinesilicon，blacksilicon，structuredefect，impurity，gr

5、ainboundary，dislocation成本。目前主要有以下几种方法：第一，发展新的多晶硅制0引言备技术和方法。目前改良西门子法是制备多晶硅原材料的目前甚至是将来，单晶硅和多晶硅都将是制造商业太阳主流工艺，其生产技术成熟，但是高能耗、高成本仍然阻碍了电池的主流材料_1]，而铸造多晶硅(mc—Si)对原材料杂质的硅太阳电池的发展。与此同时，具有环保、低成本、低能耗的容忍度大、可规模生产、易于操作，具有相对低的成本以及较冶金法制备多晶硅技术得到迅速发展，但在理论发展和技术高的转换效率，市场份额已超过单晶硅太阳电池材料【3“]。应用方面仍有差距，随着研究的深入及技术的发展，冶金法但铸造多晶硅的

6、晶体缺陷，如高密度的位错、晶界、杂质、沉可能将是降低太阳电池硅材料成本的突破口之一[7]。如大淀等，与少数载流子复合，显著影响多晶硅太阳电池的转换连理工大学开展的感应熔炼E83，昆明理工大学开展的真空冶效率[3]。因此，本文在综述传统铸造多晶硅和新型黑硅太金_g]，新余学院开展的外加磁场制备多晶硅Eio3等，其目的就阳电池材料研究发展现状的基础上，着重介绍了控制多晶硅在于制备满足太阳电池性能要求且低成本的多晶硅。第二，中的杂质、晶界、位错的途径及方法。降低能耗，减少损耗。如不断减薄硅片的使用厚度，不仅有助于降低成本，而且还有助于提高效率。2003年的硅片厚度1太阳电池铸造多晶硅材料的研究现状及

7、发展为400m，目前厚度为180~200m，随着厚度的不断降低，要提高光伏发电的竞争力，促进光伏产业的发展，关键硅片的力学性能下降严重，容易脆裂等[1。随着技术的进在于进一步降低太阳电池硅材料的成本，同时开发新工艺、步，硅片的厚度还有望降低。此外还有坩埚免喷涂、坩埚免新材料，不断提高太阳电池的转换效率。烧结、提高单炉产量、氮化硅粉回收及废弃石英坩埚再利用1．1降低成本等，都有助于节约成本。硅材料太