中国光伏产业发展研究报告(2006-2007)(下)

6系统平衡部件--逆变器/控制器制造业 光伏系统平衡部件(BOS)包括光伏系统中除光伏阵列以外的其它所有部件,如控制器、逆变器、最大功率跟踪器、工程数据采集、显示和远传、监控、蓄电池、配电系统,支架和电缆等.     

背接触硅太阳电池研究进展

高效率、低成本是晶体硅太阳电池发展的主流方向.背接触电池以其独特的器件结构、简单的制备工艺及较高的电池效率,备受光伏市场的关注.概括了目前国际上研究较多的几种背接触硅太阳电池,对其结构特点、制造技术及发展概况作了系统介绍,并在此基础上提出了需要改进的问题及未来的发展方向.     

硅酸钠在太阳能电池单晶硅表面织构化的作用

在单晶硅太阳电池的制备过程中,通常利用晶体硅[100]和[111]不同晶向在碱溶液中各向异性腐蚀特性,在表面形成类似于“金字塔”的绒面结构,使得入射光在硅片表面多次反射,提高入射光吸收效率,可提高单晶硅太阳电池的转换效率。实验探索了一种廉价的硅织构化腐蚀技术,即单独采用Na2SiO3代替传统的氢氧化钠和异丙醇溶液,以减少价格较高的异丙醇的用量,降低成本。不采用异丙醇或其他机械消泡的条件下,用质量分数为5％的Na2SiO3溶液在80℃腐蚀120min,单晶硅片表面可获得最佳反射率为12．56％的减反射绒面。虽然与传统的氢氧化钠和异丙醇溶液效果相比,单独使用Na2SiO3溶液腐蚀单晶硅片表面的反射率和均匀性略差,但在传统的氢氧化钠和异丙醇体系中加入质量分数为0．1％的Na2SiO3也会促进腐蚀反应的进行,获得更加均匀的减反射绒面。     

直拉硅片中间隙氧和硼对太阳电池光衰减影响的研究

为研究间隙氧和硼对于硅片少子寿命和光衰减的影响，实验中采用不同氧碳含量、不同掺杂浓度的p型(100)的直拉硅(Cz-Si)片制作太阳电池，设计了不同温度、气氛的热处理工艺。发现：太阳能级直拉单晶硅片中间隙氧含量和硼的掺杂浓度的不同对于硅片少子寿命的影响有一定的规律；硅片少子寿命值在650℃热处理时有轻微下降，而在后续650℃和950℃的热处理中有着显著的提高。当电阻率一定时，低氧的样片有利于少子寿命的提高；而在氧含量相同的情况下，掺杂硼的浓度越低，对于少子寿命的提高越有利。     

影响SSP衬底上多晶硅薄膜太阳电池效率的因素

该文分析了颗粒硅带(SSP;Silicon Sheet from Powder)衬底的杂质、缺陷和晶粒尺寸以及电池的电极设计对多晶硅薄膜太阳电池效率的影响;报道了用快速热化学汽相沉积法(RTCVD)在SSP上制备多晶硅薄膜电池的结果;得到电池的开路电压为506.8mV,短路电流为26.69mA,转换效率为8.25%(AM1.5,24℃,Area=1tm2).     

多孔硅在多晶Si太阳电池中的应用研究

采用化学腐蚀法分别在单晶Si和多晶Si上制备了多孔Si。对室温下HF、HNO3的不同配比进行了实验比较,用显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察了多孔Si的表面形貌,用紫外激发观察了它的荧光光谱并用反射光谱测试结果研究了多孔Si的光学特性。采用一步多孔Si法制备了1cm×1cm的单晶和多晶Si电池,比较了制备多孔Si前后电池的各项性能参数。实验表明:多孔Si对于提高单晶Si和多晶Si电池的电学特性都有重要作用。     

热退火对多晶硅特性的影响

为研究热退火对太阳电池用多晶硅的影响,在750～1150℃,N2和O2环境下分别对硅片进行热处理.用傅里叶红外光谱仪和准稳态光电导衰减法测量退火前后的氧碳含量和少子寿命的变化.为了比较,对有相同氧碳含量的直拉硅片进行同样处理.结果发现:在多晶和单晶片中氧碳含量下降很小,意味着没有氧沉淀产生,晶界对碳行为影响不大.多晶硅片在N2和O2环境下,850、950和1150℃下退火,少子寿命都有很大提高,并且在O2中退火比N2中退火少子寿命上升得更多,可能由于在高温退火时大量杂质扩散到晶界处,减少了复合中心.另外,间隙硅原子填充了空位或复合中心从而导致寿命提高.     

硅光单体电源铝背场吸杂对非平衡少子寿命的影响

采用φ100mm厚度400μm、电阻率为0.8～2Ω·cm的p(100)CZ硅片制作硅光单体电源,并对RTP和铝背场烧结工艺进行了研究.实验发现:快速热退火工艺对硅片少子寿命产生一定影响.铝背场烧结和适当的快速热处理促成了硅片界面晶格应力对重金属杂质的吸附作用,并减少了载流子的复合中心,从而提高了光生载流子的扩散长度,提高了非平衡少子寿命.     

局部背接触结构单晶Si太阳电池的研究

报道了采用局部背接触结构的激光刻槽埋栅太阳电池的研究结果.模拟分析了局部背接触结构的作用,设计了合理的电池结构.通过工艺优化,得到了转换效率达到17.28%(大气质量AM=1.5 G,VOC=650.4mV,JSC=33.15 mA/cm2,FF=0.8014,电池面积为4 cm2)的太阳电池.     

SOI材料上硅薄膜电池的研究

用注氧隔离法在单晶硅衬底中形成SiO2隔离层,制备成SOI(SiliconOnInsulator)衬底,用快速化学汽相沉积(RTCVD)法在此衬底上制备硅薄膜,热扩散形成PN结,制备成薄膜太阳电池,电池表面钝化及减反膜采用的是等离子增强化学气相沉积(PECVD)方法制备的SiN,薄膜电池的电极全部由正面引出,制成的23μm厚薄膜电池的光电转换效率为8 12%(1×1cm2,AM1 5,23℃)。扩展电阻的测量表明电池有良好的PN结特性;量子效率测量表明SiN比常规的热氧化SiO2有更好的减反射和钝化作用;电池的暗特性表明电池具有较高的串联电阻,并分析了正面引电极对串联电阻的影响。