多孔硅多晶硅太陽電池研究

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1、第21卷第4期云南師范大學(xué)學(xué)報Vol.21No.42001年7月JournalofYunnanNormalUniversityJul.2001X多孔硅多晶硅太陽電池研究1211劉祖明,　蘇里曼.K.特拉奧雷,　王書榮,　廖　華,11132胡志華,　李迎軍,　陳庭金,　汪義川,　羅　毅(1.云南師范大學(xué)太陽能研究所、云南省農(nóng)村能源工程重點實驗室,云南昆明650092;2.清華大學(xué)電子工程系,北京100084;3.云南半導(dǎo)體器件廠,云南昆明650033)摘　要:多晶硅太陽電池是目前世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點,由于多晶硅不同的晶粒取向的差異,使傳統(tǒng)的單晶硅絨面

2、制備技術(shù)不能用于多晶硅太陽電池。多孔硅技術(shù)是適于多晶硅的廉價表面減反射膜技術(shù)。文章研究了多孔硅技術(shù)在多晶硅太陽電池中的應(yīng)用,用化學(xué)腐蝕法制備了多孔硅,成功制備了效率達(dá)10.72%多孔硅多晶硅太陽電池。關(guān)　鍵　詞:多孔硅;化學(xué)腐蝕;多晶硅太陽電池中圖分類號:TM914.43　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A　　文章編號:1007-9793(2001)04-13-04　　太陽電池發(fā)電具有無污染、無可動部件、資源中國由于人口眾多,人均的能源資源很低。的普遍性和永不枯竭等特點,符合當(dāng)今世界的保在中國工程院完成的“能源戰(zhàn)略研究報告”中指護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的要求和趨勢。世界上發(fā)

3、達(dá)出,我國的常規(guī)能源供應(yīng)不能保證國家的第二步國家非常重視光伏科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,近幾年紛紛戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo),即到二十一世紀(jì)中葉達(dá)到中等發(fā)出臺促進(jìn)太陽電池產(chǎn)業(yè)和市場發(fā)展的政策和措達(dá)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。缺口部分只有靠新能源施,制定光伏屋頂計劃,如美國能源部在2000年和可再生能源來彌補,發(fā)展可再生能源是我國必1月1日公布了新的五年國家光伏計劃和2020～然的選擇,其中太陽電池發(fā)電是其中最有前景的2030年的長期規(guī)劃,新計劃宏大而具有挑戰(zhàn)性,技術(shù)之一。太陽電池近期將主要應(yīng)用于邊遠(yuǎn)無電美國將其與阿波羅登月計劃相媲美。其挑戰(zhàn)性是地區(qū)的通訊、信號、勘測、輸運管道的陰極保

4、護(hù)、村使光伏像當(dāng)今世界上其它能源技術(shù)一樣發(fā)展,通莊和哨所的照明等,在這些地區(qū)應(yīng)用已具備經(jīng)濟(jì)過科學(xué)技術(shù)進(jìn)步將太陽電池板安裝在每一個屋性。我國目前還有約3500萬人口未通電,其中云頂、安裝在地球上的每一個角落,并認(rèn)為新世紀(jì)的南省還有590個行政村未通電,共94萬戶、計能源供應(yīng)將最終由像光伏這樣的可再生能源取420多萬人口未通電,太陽電池將為解決這些邊代,2005年美國的太陽電池累計安裝量將達(dá)1～遠(yuǎn)地區(qū)的通電做出重要貢獻(xiàn)。2000年我國太陽1.5GW,2020～2030年將達(dá)50GW以上。這些電池的年產(chǎn)量為3MW,約占全世界的1%,隨著計劃將極大地促進(jìn)世界

5、光伏科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。國國家“光明工程”計劃、世界銀行/GEF及其他國際上認(rèn)為光伏市場的增長只僅次于計算機(jī)領(lǐng)域,際合作項目的開展,我國的光伏市場也將迅速擴(kuò)是又一個快速發(fā)展的新經(jīng)濟(jì)增長點。近幾年世界大,如何盡快的提高我國太陽電池的生產(chǎn)能力已太陽電池的產(chǎn)量增長迅速,年均增長率高達(dá)30%成當(dāng)務(wù)之急。長遠(yuǎn)來看太陽電池將廣泛用于城以上,1999年世界太陽電池年產(chǎn)量上升至鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村的屋頂系統(tǒng),將對改變我國能源消費以煤200MW,其中90%以上為晶體硅太陽電池。為主的結(jié)構(gòu)做出貢獻(xiàn)。X收稿日期:2001-04-020基金項目:云南省學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人培養(yǎng)資助項目編號1995

6、B14-4作者簡介:劉祖明(1962-),男,福建省上杭縣人,教授,研究方向:可再生能源利用·14·云南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)　　　　　　　　　　　　　第21卷太陽電池應(yīng)用最大障礙就是成本太高,如何電池。進(jìn)一步降低成本成為太陽電池推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。多晶硅太陽電池是目前較成熟的成本相對較低的2　實驗太陽電池技術(shù),由于多晶硅晶粒取向的多樣性,不能用傳統(tǒng)的單晶硅制絨面技術(shù),如何廉價可靠地2.1多孔硅層的制備制備多晶硅太陽電池的減反射膜是多晶硅太陽電多晶硅片經(jīng)過常規(guī)的化學(xué)清洗,用堿腐蝕液池產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)之一。去除切割硅片的機(jī)械損傷層,可用電化學(xué)腐蝕法或化

7、學(xué)腐蝕法制備多孔硅層,但為適應(yīng)今后規(guī)模1　多孔硅的特點及在太陽電池中應(yīng)用的優(yōu)點化生產(chǎn),本文研究采用化學(xué)腐蝕法,用(HF,HNO3,H2O)腐蝕液在室溫下腐蝕形成多孔硅層,1990年人們發(fā)現(xiàn)了多孔硅的可見光發(fā)射和制備的多孔硅在紫外光的照射下觀察到具有較均明顯的帶隙寬化現(xiàn)象,目前量子限制模型被最廣勻的桔紅色光發(fā)射,成功的制備了多孔硅層。泛地用來解釋多孔硅和納米結(jié)構(gòu)硅光發(fā)射特性的2.2多孔硅多晶硅太陽電池研制[1][2,3][4,5]起源。用化學(xué)腐蝕或電化學(xué)腐蝕在晶所用多晶硅片由德國Bayer公司提供,電阻體硅片上形成多孔硅呈現(xiàn)出光熒光和電熒光特率為0.8

8、～1Ω·cm,少子壽命約為1.5μs,厚度約性。為300μm。在太陽電池結(jié)構(gòu)中應(yīng)用多孔硅有如下優(yōu)點:第一種方