多晶硅太陽電池表面化學(xué)織構(gòu)工藝

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1、多晶硅太陽電池表面化學(xué)織構(gòu)工藝本文由axxxwo貢獻(xiàn)pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。維普資訊http://www.cqvip.com多晶硅太陽能電摘要:規(guī)模開發(fā)和利用光伏太陽能發(fā)電.大提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率和降低生產(chǎn)成本是其核心所在.由于近十年人們對(duì)太陽電池理論認(rèn)識(shí)的進(jìn)步深入,產(chǎn)工藝的改進(jìn),技術(shù)的滲入和新電生IC池結(jié)構(gòu)的出現(xiàn),電池的轉(zhuǎn)換效率得到較大的提高.大規(guī)模生產(chǎn)上,多晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率已接近單晶硅電池,在非晶硅電池穩(wěn)定性問題未取得較大進(jìn)展時(shí),晶硅電池受到人們的關(guān)注.世界產(chǎn)量多其已接近單晶硅.本文對(duì)

2、目前多晶硅太陽電池的工一藝發(fā)展分別從實(shí)驗(yàn)室工藝和規(guī)模化生產(chǎn)兩個(gè)方面作了比較系統(tǒng)的描述.1緒論眾所周知,利用太陽能有許多優(yōu)點(diǎn).光伏發(fā)電將為人類提供主要的能源,目前來講,但要使太陽能發(fā)電具有較大的市場(chǎng),廣大的消費(fèi)者接受.被提高太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率,降低生產(chǎn)成本應(yīng)該是我們追求的最大目標(biāo).從目前國(guó)際太陽電池的發(fā)展過程可以看出其發(fā)展趨勢(shì)為單晶硅,晶硅,多帶狀硅,薄膜材料(包括微晶硅基薄膜,合物基化薄膜及染料薄膜).從工業(yè)化發(fā)展來看.心已由重單晶向多晶方向發(fā)展,主要原因?yàn)?【可供應(yīng)太陽電池的頭尾料愈來愈少;1][]太陽電池來講,2對(duì)方形基片更合算,通過澆鑄法和直

3、接凝固法所獲得的多晶硅可直接獲得方形材料:【]3多晶硅的生產(chǎn)工藝不斷取得進(jìn)展,自動(dòng)全澆鑄爐每生產(chǎn)周期(05小時(shí))可生產(chǎn)20公斤以上0的硅錠,晶粒的尺寸達(dá)到厘米級(jí);f41由于近十年單晶硅工藝的研究與發(fā)展很快,其中工藝也被應(yīng)用于多晶硅電池的生產(chǎn).如例選擇腐蝕發(fā)射結(jié),表面場(chǎng),背腐蝕絨面,面和體表鈍化,細(xì)金屬柵電極,采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)可使柵電極的寬度降低到50微米,高度達(dá)到1微米以上.5快速熱退火技術(shù)用于多晶硅的生產(chǎn)可大大縮短工藝時(shí)間,單片熱工序時(shí)間可在一分鐘之內(nèi)完成.采用該工藝在10平方厘米的多晶硅片上作出的電0池轉(zhuǎn)換效率超過1%.4據(jù)報(bào)道.目前在5～o微米多

4、晶硅襯底上制06作的電池效率超過1%.6利用機(jī)械刻槽,網(wǎng)印刷絲技術(shù)在10平方厘米多晶上效率超過1%.無機(jī)07械刻槽在同樣面積上效率達(dá)到1%.采用埋柵結(jié)6()3采用背面反射.可(面作字狀絨結(jié).在表制金塔的面構(gòu)袞降饕表低可在OlO)于面光反射.但多晶硅晶向偏離(0),10面采用上面的方法無法作出均勻的絨面.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結(jié)構(gòu),在5090m光譜范圍內(nèi),反射率為0～0n46與表面制作雙層減反射膜相當(dāng).而在(0)～%,10面單晶硅化學(xué)制作絨面的反射率為l%.用激光1制作絨面比在光滑面鍍雙層減反射膜層(Z

5、MF)g2電池的短路電流要提高4%左右.這主要是長(zhǎng)波光(長(zhǎng)大于80m)射進(jìn)入電池的原因.波0n斜激光制作絨面存在的問題是在刻蝕中.表面造成損傷同時(shí)引入一些雜質(zhì).要通過化學(xué)處理去除表面損傷層.該方法所作的太陽電池通常短路電流較高,開路電壓不太高,但主要原因是電池表面積增加,引起復(fù)合電流提高.f12化學(xué)刻槽應(yīng)用掩膜(iNS4或S0)向同性腐蝕,3i2各腐蝕液可為酸性腐蝕液.也可為濃度較高的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液.該方法無法形成各向異性腐蝕所形成的那種尖錐狀結(jié)構(gòu).據(jù)報(bào)道,方法所形該成的絨面對(duì)7013米光譜范圍有明顯的減0～00微反射作用.但掩膜層一般要在較高

6、的溫度下形成,引起多晶硅材料性能下降.特別對(duì)質(zhì)量較低的多晶材料.少子壽命縮短.應(yīng)用該工藝在25m2c2的蕊維普資訊http://www.cqvip.com;一…一專一膏產(chǎn)'工藝:～……,…多晶硅上所作電池的轉(zhuǎn)換率達(dá)到1.6%.掩膜4層也可用絲網(wǎng)印刷的方法形成.【反應(yīng)離子腐蝕()3】砒E該方法為一種無掩膜腐蝕工藝.所形成的絨面反射率特別低.4010在5～00微米光譜范圍的反射率可小于2%.僅從光學(xué)的角度來看,是一種理想的方法,但存在的問題是硅表面損傷嚴(yán)重,電池的開路電壓和填充因子出現(xiàn)下降.『14制作減反射膜層對(duì)于高效太陽電池,最常用和最有效的方法是蒸鍍Z

7、SMFn/g2雙層減反射膜,其最佳厚度取決于下面氧化層的厚度和電池表面的特征,如,例表面是光滑面還是絨面,減反射工藝也有蒸鍍T25PCD沉積SN等.na0.EVi33ZO導(dǎo)電膜也可作為減反材料.22.金屬化技術(shù)在高效電池的制作中,金屬化電極必須與電池的設(shè)計(jì)參數(shù).如表面摻雜濃度,N結(jié)深,P金屬材料相匹配.實(shí)驗(yàn)室電池一般面積比較小(面積小于電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到1..+,+6%n+n區(qū)域的表面方4塊電阻分別為2Q和8Q.0O對(duì)于M—S材料.ci擴(kuò)磷吸雜對(duì)電池的影響得到廣泛的研究,較長(zhǎng)時(shí)間的磷吸雜過程(一般34～小時(shí)).可使一些Mci—S的少子擴(kuò)散長(zhǎng)度提高兩個(gè)數(shù)量

8、級(jí).在對(duì)襯底濃度對(duì)吸雜效應(yīng)的研究中發(fā)現(xiàn).即便對(duì)高濃度的襯第材料.吸雜也能夠獲得經(jīng)較大的少子擴(kuò)散