单晶硅太阳电池中不同绒面制备方法的比较.pdf

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1、晶体硅太阳电池及材料．81．单晶硅太阳电池中不同绒面制备方法的比较摘要关键词'—●‘·_-I刖舌李海玲+，赵雷，周春兰，刁宏伟，王文静(中国科学院电工研究所太阳电池技术研究组，北京100190；)对传统的NaOH溶液腐蚀制绒法进行了正交实验分析。通过实验发现．腐蚀时间和IPA浓度是影响绒面反射率的显著因素。另外通过采用NaOH溶液、Na2C03溶液和Na3P04．12H20溶液三种不同的绒面制备方法，研究了腐蚀液对绒面形成造成的影响，并通过三种腐蚀溶液的对比，对金字塔形成的机制做了探讨。织构化、各向异性、太阳电池。制绒是

2、太阳电池中影响太阳效率的重要因素Ⅲ，通过制绒可以有效的减少硅片对太阳光的反射作用，增加硅片对入射光的吸收，从而提高电池效率‘21。为了减少前表面的反射率，同时实现工业化的大规模应用，表面制绒方法应该价格低廉并且性能稳定。在众多制绒技术中，NaOH—IPA溶液使用最为广泛[3,41，但是需要耗费大量异丙醇且过程较不稳定。近些年来人们又开发出很多种新制绒技术‘5_71，本文通过对传统NaOH．IPA溶液的正交实验寻找出了影响反射率的显著因子，并针对不同腐蚀液进行了对比分析。2实验2．1实验内容实验所使用的硅片都为<100>晶

3、面的P型抛光单晶硅片，电阻率为3—6Q·cm，硅片尺寸为25mm×25mm。首先，将硅片用丙酮擦洗，去掉表面油污，然后再用无水乙醇清洗，用大量去离子水冲洗；接着在90度条件下，在质量分数为20％的NaOH水溶液中进行腐蚀以去除表面损伤层，上下表面各去除约109m的厚度，保证损伤层完全去除干净。最后根据实验设计的安排，在不同的腐蚀液浓度、温度、添加剂用量和时间下进行表面绒面制备。实验中温度控制采用的是上海实验仪器厂生产的501A型恒温水浴锅，精度控制在±0．05。(2。实验结果用反射率来评价，反射率是用配带积分球的Carr

4、y500进行测试。表面形貌用扫描电镜(SEM)照片来评价，扫描电镜的型号是JSM一35CF。2．2实验结果分析2。1．1Nao}I／IPA腐蚀液的正交法分析交试验法就是利用排列整齐的表——正交表来对试验进行整体设计、综合比较、统计分析，实现通过少数的试验次数找到较好的生产条件，以达到最优工艺条件效果。本实验选择各因素水平设计及结果如表1所示。为了提高实验的准确性，降低实验误差，每个实验都进行了重复实验。‘通讯作者：李海玲，女，助研。Lihli@mail．ice．ac．cn．82．第十届中国太阳能光伏会议论文集表1正交实验

5、结果与分析NaoH溶液腐蚀时间(分钟)反应温度异丙醇含量硅酸钠的含量硅片反射率浓度实验ll％3575℃O15．47％实验21％4080℃10％0．1％12．65％实验3l％2585℃15％O．5％19．65％实验41％3090℃20％1％19。85％实验52％3580℃15％l％19．42％●实验62％4075℃20％0．5％13．26％实验72％2590℃O0．1％20．86％实验82％3085℃10％O14．67％实验94％3585℃20％O．1％17．42％实验104％4090℃15％019．64％实验114％25

6、75℃10％l％20．02％实验124％3080℃O0．5％18．07％实验13O．5％3590℃10％0．5％14．15％实验140．5％4085℃Ol％17．93％实验15O。5％2580℃20％O25．24％实验160．5％3075℃15％O．1％22_36％均值119．15517．61520．27719．08219．755均值218．55317．37018．84515．37318．322均值318．78822．69218．66821．51719．032均值419．92018．73818．62520．44219．3

7、05极差1．3675．3221．6526．1441．433从表l可以看出，腐蚀时间和异丙醇含量对硅片反射率的影响较大，因为对应平均值的极差较大，可知这个因素对硅片表面绒面制备的影响较大，相对应的，NaoH溶液浓度、反应温度、硅酸钠含量对反射率影响较小，推测得到的最优实验条件是：NaoH溶液浓度2％，腐蚀时间35分钟，反应温度90。C，异丙醇含量10％，硅酸钠含量0．1％，在最佳实验条件下进行验证实验，制备得到的硅片样品绒面反射率为12．65％。用方差分析方法对实验结果进行分析，得到结果如表2所示。从表2可以看到腐蚀时间和

8、异丙醇含量是显著因素，对反射率影响比较大，因此应该严格控制腐蚀时间和添加剂用量，这样才能得到比较理想的表面绒面。下图为在优化条件下得到的绒面形貌。表2方差分析因素偏差平方和自由度F比F临界值NaoH溶液浓度4．2913O．1223．290腐蚀时间72．94232．0823．290反应温度7．4573O．2133．29