多晶硅薄膜太阳能电池的衬底材料和制备工艺

研究了太阳能电池的发展历程,详细介绍了多晶硅薄膜太阳能电池的各种工艺,阐述了在实际研究过程中沉积大晶粒多晶硅薄膜的技术路线和工艺,并对多晶硅薄膜太阳能电池的研究趋势做了展望.     

太阳能电池硅转换材料现状及发展趋势

目前太阳能电池工业转换材料绝大多数都采用硅，而硅材料主要来自于半导体工业的废料。作为硅集成电路和器件用的多晶硅原料的生产普遍采用西门子法。随着光伏产业的迅速发展，来自半导体级硅的废料预计不会明显增加。因此，将不能满足太阳能电池用硅的需求，硅原料已经成为光伏产业发展的最主要的瓶颈之一。为了满足太阳能电池工业健康发展。研究开发一个不依赖于半导体硅生产的低成本太阳能级硅供应体系是非常必要的。     

太阳能电池板用多晶硅的退火行为研究

对太阳能电池板用铸造多晶硅进行了不同温度的退火处理,用光学显微镜、扫描电子显微镜和微波光电导衰减仪等研究了退火温度对多晶硅显微形貌和少子寿命的影响。结果表明,退火温度升高使得位错尺寸不断减小而位错密度不断增大,位错会不断向晶界处富集,且退火温度越高,这种聚集趋势越显著;随着退火温度升高,多晶硅的少子寿命先缩短后延长,退火温度950℃时少子寿命最短。     

多晶硅生产中废气处理工艺设计

多晶硅是太阳能和微电子产业的关键原材料,随着我国太阳能产业的快速发展,多晶硅的需求量也与日俱增.介绍了多晶硅的用途、分类,生产工艺进展,改良西门子法的工艺过程,分析了多数企业在多晶硅生产过程中废气和残液的处理过程及缺点,指出了一种废气处理的新工艺.     

铸造多晶硅中氧的热处理行为研究

研究了铸造多晶硅中不同温度单步退火下氧沉淀的形成规律。实验发现，单步热处理工艺下铸造多晶硅中氧沉淀的形成规律和单晶硅的基本相似，但是在铸造多晶硅中形成氧沉淀的量明显高于直拉单晶硅中氧沉淀的量；在含高密度位错的单晶硅中形成氧沉淀的量远高于无位错单晶硅中氧沉淀的生成量，而有晶界的多晶硅中形成氧沉淀生成量仅稍微高于无晶界单晶硅中氧沉淀生成量。以上结果表明，铸造多晶硅中位错对氧沉淀的形成有明显的促进作用，而晶界则对氧沉淀的促进作用不是很显著。最后，基于实验结果讨论了铸造多晶硅中初始氧浓度，位错和晶界对氧沉淀影响的机理。     

多晶硅大规模铸锭的工艺技术

在论述多晶硅铸锭技术发展的基础上,对太阳能光伏硅片制造的多晶硅铸锭工艺技术进行了全面的介绍。设计了准单晶铸锭工艺和多晶铸锭工艺。后者已被业内广泛采用,是目前太阳能光伏硅片制造所采用的主要工艺。     

陶瓷衬底多晶硅薄膜太阳能电池工艺

为了大幅度降低成本,真正实现太阳能电池的大规模应用,设计出一种新颖的薄膜电池,即在廉价的陶瓷衬底上沉积多晶硅薄膜制作的太阳电池.介绍了制作这一电池的完整工艺流程,摸索出合适的工艺参数,解决了在异质衬底上生长大晶粒多晶硅薄膜和表面电极引出的问题,实验取得了令人满意的结果.     

金属诱导法制备多晶硅薄膜的研究进展

多晶硅薄膜材料已广泛应用于太阳能电池和集成电路制造等领域。本文综述了金属诱导非晶硅薄膜进行低温晶化的研究,讨论了金属诱导法的晶化机理,分析了金属诱导晶化过程中的主要影响因素,对不同的金属诱导法进行比较,展望了金属诱导法的进一步发展。     

多晶硅薄膜太阳能电池硅基复合陶瓷衬底的设计与制备

采用复合陶瓷设计的概念,设计多晶硅薄膜太阳能电池用Si,SiC,C的复合陶瓷衬底.在气氛保护烧结炉中烧成,得到的复合陶瓷衬底和Si具有较好的热力学和晶体学匹配性,可以有效的避免在RTCVD工艺下高温沉积和冷却过程中出现的开裂现象,并能得到质量较好的多晶硅薄膜.同时,通过恰当设计Si,SiC和C各组分间的比例,还可以制备具有良好导电性能的陶瓷衬底,这对陶瓷衬底多晶硅薄膜太阳能电池的制备也有重要的意义.     

冶金法制备太阳能级多晶硅的研究进展

与改良西门子法、新硅烷法、流化床法等化学方法制备太阳能级多晶硅相比,冶金法制备太阳能级多晶硅是解决光伏产业原料供应不足、降低成本的重要途径.阐述了冶金法制备太阳能级多晶硅过程中去除冶金级硅中金属和非金属杂质的基本原理,介绍了冶金法制备太阳能级多晶硅技术的研究进展情况.     

太阳能电池用硅材料的研究现状与发展趋势

根据太阳电池用硅材料的结晶形态,可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅,分别综述了它们的特点、研究历史、现状和最新成果,并讨论了太阳电池用硅材料的有关问题与发展趋势.3种形态的硅各有优缺点和使用领域,并且随技术的发展不断完善,多晶硅、硅带、晶态薄膜硅以其高性价比将成为光伏市场的主打材料.     

金属铜辅助化学刻蚀对金刚线切割多晶硅的制绒

针对金刚线切割多晶硅制绒后硅片反射率偏高且切割纹难以去除等问题,采用酸性湿法刻蚀预处理再结合低成本的金属铜辅助化学刻蚀成功的实现了金刚线切割多晶硅片表面制绒。研究结果表明,随着酸腐蚀时间的增加,金刚线切割多晶硅片表面切割纹、粗糙度得到有效改善。倒金字塔结构的引入能够有效地降低硅片表面的反射率。当酸洗预处理时间为5 min,金属铜辅助化学刻蚀时间为15 min时,样品表面倒金字塔结构最均匀,且在300~1 100 nm波长范围内,获得最低平均反射率3.32%。同时优越的减反效果和去除切割纹能力,使得制绒后金刚线切割多晶硅片有望实现高效率的太阳能电池。     

轴向磁场下多晶硅铸造过程的仿真模拟

利用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics4.2对多晶硅铸造过程进行模拟仿真,得到轴向磁场作用下多晶硅定向生长过程中的流场和温度场分布,以及磁场对坩埚内流场和温度场的影响,并分析了磁场作用机理,为磁场在多晶硅生产中的应用提供了参考依据。     

氮化硅涂层改性石英颗粒辅助生长高效多晶硅

在坩埚底部铺设与硅熔体浸润性较好的石英颗粒辅助晶体生长可以生长出晶粒细小且分布均匀的柱状晶粒,从而提高了多晶硅电池的光电转换效率。研究了氮化硅涂层改性石英颗粒对多晶硅生长和脱模的影响。结果表明,氮化硅涂层改性石英颗粒辅助生长可以获得晶粒细小且分布均匀的柱状晶粒,从而降低多晶硅缺陷密度,提高多晶硅质量,同时实现石英颗粒与晶体硅之间的自发分离,避免多晶硅与石英颗粒间因粘结而产生的应力问题。     

旋式铸造单晶炉实现颠覆性技术革新

2020年末,世界首个旋式铸造单晶炉在江西赛维集团研制成功。该旋式铸造单晶炉由中国科学院陈仙辉院士团队和赛维集团技术团队合作研制,由多晶硅铸锭炉改造而成,单炉硅锭重量可达1200 kg。经测算,相比传统直拉单晶硅,用旋式铸造单晶炉生产的“铸造单晶”成本要低20%,能耗也仅为前者的23%。     

多晶硅的救赎

预期产能过剩，投资资金不足，技术水平亟待提高，成为多晶硅行业发展的困局。出台新产业政策，促进多晶硅价值的回归，理顺太阳能光伏产业的链条，多晶硅行业踏上救赎之路。     

太阳能级多晶硅定向凝固技术的研究进展

随着太阳能光伏产业在全球范围内的迅猛发展,作为太阳能电池最基础的原材料一高纯多晶硅,在全球范围内严重短缺,迫切需要发展一种高效率低成本的太阳能级多晶硅的制备方法。在各种生产多晶硅的方法中,定向凝固多晶硅因其成本低、环境污染小,工艺相对简单、成熟,且能直接使用冶金级硅为原料的特点,被寄予很大的希望来实现大规模太阳能级硅的生产。本文综合评述近年来太阳能级多晶硅定向凝固技术的研究进展,着重阐述冶金级硅中磷和硼的提纯,以及多晶硅定向凝固组织和缺陷的控制,并提出今后的研究发展方向。     

裁出多晶硅暖春

中国商务部对美、韩、欧盟多晶硅企业进行"双反"初裁的结果一天天临近,多数国内多晶硅企业有了"盼头"。近日多晶硅价格和太阳能板块股票也都出现了一定程度的回升,这是否预示着多晶硅产业的春天就要来临?     

中国太阳能薄膜电池开始参与全球角逐

正近年薄膜太阳能电池发展迅速,以铜铟镓硒(CIGS)和碲化镉(CdTe)为代表的薄膜太阳能电池的发展速度最为突出,特别是美国、日本、德国等,长期保持着技术优势,但随着我国国内企业的不断发展,国产率水平的不断提高,我国自主研发生产的薄膜太阳能电池逐渐实现赶超。21世纪初之前,太阳能电池主要以硅系太阳能电池为主,超过89%的光伏市场由硅系列太阳能电池所占领,但自2003年以来,晶体硅太阳能电池的主要原料多晶硅价格快速上涨,因此,     

冷坩埚定向凝固太阳能级多晶硅的缺陷控制及组织特征

利用电磁冷坩埚连续熔化和定向凝固太阳能级多晶硅,将电磁铸造与定向凝固的优点相结合,用下抽拉法将其铸成硅棒。在试验过程中出现不熔、原料烧结、熔池熄灭、不完全熔化、熔体飞溅和硅锭断裂等现象,这些现象与熔铸过程密切相关,大多缺陷通过调整工艺和参数可以消除。通过合适的工艺参数配合,可获得表面有起伏,但无裂纹且组织定向的多晶硅锭。