多晶硅太阳电池表面化学织构工艺

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1、多晶硅太阳电池表面化学织构工艺本文由axxxwo贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。维普资讯http://www.cqvip.com多晶硅太阳能电摘要:规模开发和利用光伏太阳能发电.大提高电池的光电转换效率和降低生产成本是其核心所在.由于近十年人们对太阳电池理论认识的进步深入,产工艺的改进,技术的渗入和新电生IC池结构的出现,电池的转换效率得到较大的提高.大规模生产上,多晶硅电池的转换效率已接近单晶硅电池,在非晶硅电池稳定性问题未取得较大进展时,晶硅电池受到人们的关注.世界产量多其已接近单晶硅.本文对

2、目前多晶硅太阳电池的工一艺发展分别从实验室工艺和规模化生产两个方面作了比较系统的描述.1绪论众所周知,利用太阳能有许多优点.光伏发电将为人类提供主要的能源,目前来讲,但要使太阳能发电具有较大的市场,广大的消费者接受.被提高太阳电池的光电转换效率,降低生产成本应该是我们追求的最大目标.从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅,晶硅,多带状硅,薄膜材料(包括微晶硅基薄膜,合物基化薄膜及染料薄膜).从工业化发展来看.心已由重单晶向多晶方向发展,主要原因为:【可供应太阳电池的头尾料愈来愈少;1][]太阳电池来讲,2对方形基片更合算,通过浇铸法和直

3、接凝固法所获得的多晶硅可直接获得方形材料:【]3多晶硅的生产工艺不断取得进展,自动全浇铸炉每生产周期(05小时)可生产20公斤以上0的硅锭,晶粒的尺寸达到厘米级;f41由于近十年单晶硅工艺的研究与发展很快,其中工艺也被应用于多晶硅电池的生产.如例选择腐蚀发射结,表面场,背腐蚀绒面,面和体表钝化,细金属栅电极,采用丝网印刷技术可使栅电极的宽度降低到50微米,高度达到1微米以上.5快速热退火技术用于多晶硅的生产可大大缩短工艺时间,单片热工序时间可在一分钟之内完成.采用该工艺在10平方厘米的多晶硅片上作出的电0池转换效率超过1%.4据报道.目前在5～o微米多

4、晶硅衬底上制06作的电池效率超过1%.6利用机械刻槽,网印刷丝技术在10平方厘米多晶上效率超过1%.无机07械刻槽在同样面积上效率达到1%.采用埋栅结6()3采用背面反射.可(面作字状绒结.在表制金塔的面构衮降饕表低可在OlO)于面光反射.但多晶硅晶向偏离(0),10面采用上面的方法无法作出均匀的绒面.目前采用下列方法:f1光刻槽1激用激光刻槽的方法可在多晶硅表面制作倒金字塔结构,在5090m光谱范围内,反射率为0～0n46与表面制作双层减反射膜相当.而在(0)～%,10面单晶硅化学制作绒面的反射率为l%.用激光1制作绒面比在光滑面镀双层减反射膜层(Z

5、MF)g2电池的短路电流要提高4%左右.这主要是长波光(长大于80m)射进入电池的原因.波0n斜激光制作绒面存在的问题是在刻蚀中.表面造成损伤同时引入一些杂质.要通过化学处理去除表面损伤层.该方法所作的太阳电池通常短路电流较高,开路电压不太高,但主要原因是电池表面积增加,引起复合电流提高.f12化学刻槽应用掩膜(iNS4或S0)向同性腐蚀,3i2各腐蚀液可为酸性腐蚀液.也可为浓度较高的氢氧化钠或氢氧化钾溶液.该方法无法形成各向异性腐蚀所形成的那种尖锥状结构.据报道,方法所形该成的绒面对7013米光谱范围有明显的减0～00微反射作用.但掩膜层一般要在较高

6、的温度下形成,引起多晶硅材料性能下降.特别对质量较低的多晶材料.少子寿命缩短.应用该工艺在25m2c2的蕊维普资讯http://www.cqvip.com;一…一专一膏产'工艺:～……,…多晶硅上所作电池的转换率达到1.6%.掩膜4层也可用丝网印刷的方法形成.【反应离子腐蚀()3】砒E该方法为一种无掩膜腐蚀工艺.所形成的绒面反射率特别低.4010在5～00微米光谱范围的反射率可小于2%.仅从光学的角度来看,是一种理想的方法,但存在的问题是硅表面损伤严重,电池的开路电压和填充因子出现下降.『14制作减反射膜层对于高效太阳电池,最常用和最有效的方法是蒸镀Z

7、SMFn/g2双层减反射膜,其最佳厚度取决于下面氧化层的厚度和电池表面的特征,如,例表面是光滑面还是绒面,减反射工艺也有蒸镀T25PCD沉积SN等.na0.EVi33ZO导电膜也可作为减反材料.22.金属化技术在高效电池的制作中,金属化电极必须与电池的设计参数.如表面掺杂浓度,N结深,P金属材料相匹配.实验室电池一般面积比较小(面积小于电池转换效率达到1..+,+6%n+n区域的表面方4块电阻分别为2Q和8Q.0O对于M—S材料.ci扩磷吸杂对电池的影响得到广泛的研究,较长时间的磷吸杂过程(一般34～小时).可使一些Mci—S的少子扩散长度提高两个数量

8、级.在对衬底浓度对吸杂效应的研究中发现.即便对高浓度的衬第材料.吸杂也能够获得经较大的少子扩散