表面织构化对于多晶硅太阳电池性能的影响

表面织构化作为太阳电池生产工艺的起始工序,对于转换效率的影响至关重要.在HF-HNO3-H2O腐蚀溶液体系下,通过调整腐蚀时间制备了三种典型的多晶硅织构化表面,并利用扫描电子显微镜(SEM)和光电转换效率测试仪(IPCE)对其表面形貌和反射率特性进行表征分析.结果表明:低反射率的织构化表面并未获得更高的转换效率,而在HF-HNO3-H2O腐蚀溶液体系下,腐蚀100 s制备得到的“蠕虫状”的腐蚀坑分布均匀,反射率约为26％;且可以很好匹配太阳电池生产工艺中的后续工序,制备得到的太阳电池效率为16.68％,VOC和JSC分别为623 mV和34.55mA/cm2.该织构化方案已在25 MW多晶硅太阳电池生产线上实施,绒面质量得到保证,不增加工艺难度和生产成本,适合于工业生产.     

多晶硅太阳电池低温变温扩散工艺的优化

采用少子寿命测试仪对扩散前后的硅片少子寿命进行了分析,当扩散后的方块电阻控制在55～65Ω时,低温变温扩散工艺处理的硅片少子寿命最高达到12.18μs,低温恒温扩散工艺处理的硅片少子寿命为10.67μs,高温恒温扩散工艺处理的硅片少子寿命为8.20μs。低温变温扩散工艺处理的太阳电池分别比传统的低温恒温扩散工艺处理和高温恒温扩散工艺处理的太阳电池转换效率提高0.79%和0.42%。     

多晶硅太阳电池双层SiN_x镀膜工艺研究

采用PECVD法,通过优化工艺参数,创新性地在多晶硅表面沉积了双层SiNx膜,并对其少子寿命、反射率及电性能进行分析。结果表明,对比传统多晶硅太阳电池生产采用的单层SiNx镀膜工艺,本工艺可有效延长多晶硅少子寿命、增强光谱吸收、降低多晶硅的表面反射率,其电性能明显提高,中短路电流提高了100mA,光电转换效率提高了1.34%。     

PECVD工艺参数对双层SiNx薄膜性能的影响

采用PECVD法在多晶硅基底上沉积双层SiN;薄膜,研究了工艺参数对其膜厚、折射率、沉积速率、HF腐蚀速率及光电性能等的影响,并提出了优化的SiNx减反膜PECVD制备工艺。研究发现：衬底温度、射频频率、射频功率、腔室压力对SiNx薄膜性能均有重要影响,且优化工艺后的双层SiNx薄膜能有效提高多晶硅太阳电池光电性能。     

多晶硅扩散氧化层对太阳电池性能的影响

重点研究了多晶硅扩散氧化层对电池性能的影响,并对大规模生产多晶硅扩散工艺进行了优化研究。采用少子寿命测试仪分析了扩散前后的硅片少子寿命,发现当扩散氧化时的干氧流量控制在2800sccm,扩散后的方块电阻控制在60～70Ω/□时,扩散后硅片少子寿命最高达到了10.45μs,与扩散前的硅片少子寿命相比延长了5倍多;此时的太阳电池并联电阻和短路电流分别高达40.4Ω和8522mA,光电转换效率也由16.69%(干氧流量2000sccm)提高到了16.83%。此外,主要针对扩散氧化层对片内方阻均匀性及少子寿命的影响做了解释。     

低温酸刻蚀对多晶硅表面织构化的影响

采用低温酸刻蚀,通过优化HF-HNO3-H2O腐蚀溶液体系配比及相关工艺参数,在多晶硅材料的表面制备了绒面结构,并进行SEM表面形貌分析和反射谱的测试。结果表明,低温刻蚀比常温刻蚀在生产工艺中更有利于控制反应速度,从而得到效果较好的绒面结构。研究中发现,在不同HF-HNO3-H2O腐蚀溶液体系配比中,温度对反应速率的影响有较大差异,当HNO3含量相对较低时,低温刻蚀工艺有较好的效果。所得最佳绒面制备方案为:酸腐蚀溶液体系配比为VHF∶VHNO3∶VH2O=1∶4∶2,温度为3℃,反应速率控制为2.6μm/min。该方案已在25MW多晶硅太阳电池生产线上实施,不增加工艺难度和生产成本,适合于工业生产。