硅微粉氧化性质研究

考察了硅微粉在空气、水、聚乙二醇(PEG)以及PEG水溶液几种介质中的氧化行为,并分析比较了两种不同切割过程所产生的硅微粉屑的氧化情况。结果显示:200℃下干燥空气中硅微粉不发生明显氧化;在高于80℃的水中放置10d,硅微粉发生明显氧化,形成非晶SiO2。与水及水溶液相比,PEG能在一定程度上阻止硅微粉的氧化。另外,带锯切割中产生的硅微粉屑氧化严重,而多线切割中产生的硅微粉切屑无明显氧化。     

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。     

晶枫准单晶太阳电池的开发

采用准单晶硅片制成的“晶枫”电池具有高转换效率及低成本的优势,进一步提高准单晶硅片的质量及降低成本对提高“晶枫”电池的竞争力至关重要,控制准单晶过程中良好的籽晶熔化界面及长晶界面形状是有效手段.本文研究了准单晶铸锭过程中的籽晶熔化界面及长晶界面情况,结合实验和计算机模拟结果综合分析了熔化和长晶界面对硅锭中的大晶粒比例和长晶质量的影响,同时系统研究了准单晶硅锭中各区域的缺陷水平及其对电池性能的影响,制成的电池平均转换效率超过18.2％,最高达19％以上.     

太阳能多晶硅锭定向凝固技术进展

当前多晶硅已成为最主要的光伏材料.多晶硅锭定向凝固生产技术主要包括浇注法、热交换法(HEM)、定向凝固系统法(DSS)和电磁铸锭法;研究发展主要集中在增大硅锭尺寸和提高生长速率,以及一些热场和工艺上的改进尝试.多晶硅锭生长过程及其控制的复杂性以及硅原料的昂贵使得计算机模拟方法的优势突显,在国外得到了积极的研究应用,取得了很有技术参考价值的模拟研究结果.     

不同掺锗浓度对多晶硅性能的影响

研究不同的掺锗浓度对硼掺杂P型多晶硅铸锭性能的影响。实验结果表明:掺锗能够影响多晶硅铸锭中的位错密度、间隙氧浓度和硅片的机械强度。当掺锗浓度低于5×1019 at·cm-3时,位错密度和间隙氧浓度随着掺锗浓度的增加而降低,机械强度则随着掺锗浓度的增加而增强。当铸锭中掺锗浓度为5×1019 at·cm-3时,与不掺锗的硅片相比,掺锗硅片中位错密度平均降低约3%,间隙氧浓度平均降低约6%,机械强度平均提高约20%。但是,当掺锗浓度高于1×1020 at·cm-3时,掺锗对多晶硅铸锭性能的改善效果变差了,并对其性能产生不利的影响。     

石英坩埚内高纯隔离层在高效多晶硅铸锭中的应用

多晶硅铸锭过程中,石英坩埚侧壁中的杂质通过固相扩散进入并残留在多晶硅锭的边部,形成多晶硅锭边部的低少子寿命区(边部红区).本文通过在坩埚侧壁上制作三种不同成分的高纯隔离层来阻挡坩埚侧壁中的杂质向硅锭中的扩散,以降低硅锭中的边部红区比例.结果表明采用掺钡高纯隔离层可以使硅锭中的边部红区显著变窄,基本消除硅方中的边部红区.     

籽晶粒径分布对高效多晶硅晶体生长的影响

采用不同粒径分布的单晶籽晶进行高效多晶硅铸锭,结果表明单晶籽晶的粒径分布对引晶效果影响显著.籽晶粒径在1～4mm范围时,引晶效果最佳;粒径大于4mm时,硅熔体流延现象的存在导致长晶初期晶体中位错密度偏高,少子寿命降低;粒径小于1 mm时,细小的形核点也会影响晶体中的位错密度和少子寿命.对应电池片效率的结果也验证了该结论.     

定向凝固多晶硅的结晶组织及晶体缺陷与杂质研究

多晶硅是目前最主要的光伏材料,其结晶组织、缺陷和杂质含量显著影响太阳能电池的转换效率.通过控制硅锭定向凝固过程获得取向一致、粗大均一的结晶组织和采用各种吸杂及钝化方法降低杂质及缺陷对电学性能的影响是目前提高多晶硅太阳能电池转换效率的重要途径.介绍和评述了国内外包括本研究组对多晶硅的结晶组织及控制、晶体缺陷、杂质水平与分布及其与硅片性能关系的研究进展,并对当前的各种吸杂与钝化方法及其效果进行了总结.     

基于户外并网光伏电站运行数据的双面光伏组件发电性能研究

在湖南省湘潭地区某建筑屋顶建设光伏电站实证平台，跟踪分析了该平台中户外并网光伏电站在2020年10月—2021年9月这1年间的运行实证数据。总结了光伏电站所在地的气候情况及实测的太阳辐照情况，有针对性地对比了传统单面光伏组件与不同类型双面光伏组件的发电表现，分析了采用不同类型跟踪支架系统的双面光伏组件的发电量增益情况。相关结果可为光伏产品选型和当地光伏发电系统设计提供有效的数据支撑。     

不同掺锗浓度对多晶硅性能的影响

研究不同的掺锗浓度对硼掺杂P型多晶硅铸锭性能的影响。实验结果表明:掺锗能够影响多晶硅铸锭中的位错密度、间隙氧浓度和硅片的机械强度。当掺锗浓度低于5×1019 at·cm-3时,位错密度和间隙氧浓度随着掺锗浓度的增加而降低,机械强度则随着掺锗浓度的增加而增强。当铸锭中掺锗浓度为5×1019 at·cm-3时,与不掺锗的硅片相比,掺锗硅片中位错密度平均降低约3%,间隙氧浓度平均降低约6%,机械强度平均提高约20%。但是,当掺锗浓度高于1×1020 at·cm-3时,掺锗对多晶硅铸锭性能的改善效果变差了,并对其性能产生不利的影响。