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1、单晶硅小金字塔绒面及其对太阳电池性能的影响/梁学勤等13*单晶硅小金字塔绒面及其对太阳电池性能的影响梁学勤,冯成坤,陈奕峰,沈辉,闻立时(中山大学太阳能系统研究所,广州510006)摘要研究了TMAH(四甲基氢氧化铵)和NaOH腐蚀液在制作单晶硅片小绒面中的应用,制作出平均尺寸小于2m的金字塔绒面;比较了不同硅片预处理(酸减薄、碱减薄、原片)对金字塔绒面尺寸、均匀性、覆盖率以及反射率的影响以及电池的IV性能,分析了不同绒面结构对接触电阻的影响;指出单晶硅小金字塔绒面是使用激光制备高效晶体硅太阳电池的关键。关键词
2、单晶硅片小金字塔绒面TMAHNaOH太阳电池SmallPyramidsTextureandPerformanceofMonocrystallineSiliconSolarCellsLIANGXueqin,FENGChengkun,CHENYifeng,SHENHui,WENLishi(InstituteforSolarEnergySystem,SunYatSenUniversity,Guangzhou510006)AbstractTMAH(tetramethylammoniumhydroxide)andN
3、aOHsolutionwereusedtoetchmonocrystallinesiliconwafertoformsmallsizepyramids,andtheaveragesizesaresmallerthan2m.Beforetexturing,sawdamageetchingwasperformedwithNaOHandHF/HNO3solution,resultinginafairlyflatsurfaceandasurfacecoveredwithpitsrespectively.Theoutcomeof
4、thesurfacetexturingisrelatedtotheoriginalsurfacemorphologyofthewafer.Itisfoundthat,withetchingsawdamagewithHF/HNO3solution,thewaferformedregularandsmallpyramidsaftertexturing.IVmeasurementsarecarriedouttocomparetheperformanceofsolarcellstexturedwithTMAHandNaOH.Th
5、elinecontactresistanceisrelatedtosizeofpyramids.Smallpyramidsarenecessarilytoproducehighefficiencycrystallinesiliconsolarcellsusinglasertechnology.Keywordsmonocrystallinesilicon,smallpyramids,TMAH,NaOH,solarcell[5]比较小的绒面。NaOH碱性腐蚀液价格便宜,可以制备尺0引言[6]寸均匀、覆盖率高的绒面,已广
6、泛应用于工业生产中,通过[7]近年来,作为被寄予厚望的可再生能源,太阳电池及组调节产物NaSiO3的浓度,可以调整金字塔绒面的形貌。[1]件每年以40%的速度增长。晶体硅电池是太阳电池市场此外,使用不同的腐蚀液去除线切割损伤层,对绒面的形成[2][8]的主流,占90%,其中单晶硅电池占30%。也有影响。提高太阳电池转换效率是降低太阳电池成本、大规模推1实验广太阳电池应用的主要途径。激光工艺在高效晶体硅太阳电池中得到了广泛应用,如在近期有可能产业化的选择性发本实验采用的硅片是P(硼)型[100]晶向的125mm[3]射极技
7、术(Selectiveemitter,SE)中,设备商Centrotherm125mm直拉CZ单晶硅片,厚度约200m,电阻率约6和Roth&Rau的SE电池Turkey生产线均用到了激光开cm。槽工艺。为了保证加工均匀性,激光开槽工艺对硅片表面的为了研究制绒前的硅片初始状态对绒面形成的影响,本平整度要求较高,而目前主流应用的NaOH制绒腐蚀液制备实验分为6组,每组10片,实验流程如表1所示,其中1#、的硅片表面的金字塔结构的尺寸多在10m以上,对激光开2#采用酸腐蚀液去损伤层,3#、4#采用碱腐蚀液去损伤槽工艺的均
8、匀性不利。因此,制作出单晶硅的小绒面是应用层,5#、6#不去损伤层,直接制绒顺带去损伤层。每种初始激光工艺制备高效晶体硅太阳电池的关键步骤。状态的硅片分别使用NaOH和TMAH制绒腐蚀,腐蚀液的本实验分别利用TMAH和NaOH腐蚀液,对不同预处配比和反应条件如表2所示;各组在870通入P
