背面结构对铝背发射极n型单晶硅太阳电池的影响研究

研究背面结构对铝背发射极n型单晶硅太阳电池的影响,提出背面抛光结构铝背发射极n型单晶硅太阳电池的制备方法。使用少子寿命测试仪、扫描电镜(SEM)、量子效率测试仪及太阳电池测试仪对电池的表面复合速率、微观结构、量子效率和电性能进行测定。结果表明:对铝背发射极n型单晶硅太阳电池,背面抛光结构优于背面金字塔绒面结构,背面抛光结构可降低电池背面的复合速率、改善p-n结质量、提高量子效率,使电池转换效率提高0.34%。     

激光全掺杂制备太阳电池发射极的研究

采用波长532 nm的激光脉冲在n型单晶硅衬底上扫描预置的硼源,进行太阳电池发射极制备的研究。通过全激光掺杂获得方块电阻最低为30Ω/□的发射极,经过退火后少子寿命大幅度提升;在此基础上,初步制备的太阳电池的开路电压Uoc达到597 mV,转换效率为13.58%。研究表明,激光全掺杂是制备太阳电池发射极的有效方法。     

产业化晶硅太阳电池串联电阻研究

详细研究了产业化晶硅太阳电池生产中,电池正面电极体电阻、发射极横向电阻,以及正面电极与发射极结区金/半接触电阻对晶硅太阳电池串联电阻的具体影响。通过实验,文章给出了一种既经济又能有效降低电池串联电阻、提升晶硅太阳电池光电转换效率的优化方法。     

发射极掺杂工艺对产业化IBC太阳电池性能的影响

主要对n型IBC太阳电池结构的发射极硼掺杂工艺进行优化设计,并通过ENDA2模拟软件对实验结果进行验证分析,通过复合损失分析,研究不同发射极硼扩工艺对产业化IBC太阳电池电性能的影响.实验结果表明,采用较高推进温度的硼扩散工艺,获得发射极方阻98Ω/sq,该发射极具有最低的表面浓度1.68×1019 cm-3和最深结深...     

"SE+PERC"单晶硅太阳电池制绒工艺中微观绒面的研究

制绒是太阳电池表面处理过程中不可或缺的环节,制绒效果的好坏直接决定了太阳电池光电转换效率的高低,而金字塔尺寸的大小与排列的均匀程度是表征制绒效果的重要参数,同样会影响太阳电池的光电转换效率.以采用选择性发射极(SE)及钝化发射极和背接触(PERC)技术的单晶硅太阳电池(即"SE+PERC"单晶硅太阳电池)为例,通过调整...     

硅片厚度对SE-PERC单晶硅太阳电池制备过程的影响分析

基于目前主流的选择性发射极-钝化发射极及背接触(SE-PERC)单晶硅太阳电池生产工艺,针对不同硅片厚度在太阳电池制备过程中的表现进行分析、验证及优化.研究结果表明,硅片厚度减薄对湿法刻蚀工艺后硅片的减重、硅片背面抛光效果均有显著的不良影响,而且采用管式PECVD工艺沉积的SiNx薄膜的厚度也出现变薄的现象.若太阳电池...     

激光掺杂选择性发射极技术在PERC单晶硅太阳电池中的应用

以激光掺杂选择性发射极(LDSE)技术在PERC单晶硅太阳电池中的应用为研究对象,使用太阳电池单二极管模型模拟了反向饱和电流密度与开路电压、比接触电阻与填充因子之间的关系;测试了不同激光功率和激光划线速度对扩散后方块电阻变化值的影响,并通过扫描电镜(SEM)对硅片表面形貌和电化学电容-电压(ECV)法对发射极表面浓度和结深进行了表征;采用5主栅金属化图形设计PERC单晶硅太阳电池,通过LDSE工艺参数优化,制备了平均转换效率达到21.92%的PERC单晶硅太阳电池。研究结果表明,LDSE技术可提高PERC单晶硅太阳电池的外量子效率(EQE)短波蓝光响应和转换效率。     

效率达19.1%的全离子注入单晶硅太阳电池

基于PESC(钝化发射极太阳电池)的电池结构,制备发射极为磷离子注入、背面场为硼离子注入的全离子注入单晶硅太阳电池,分析磷和硼离子注入的退火特性和杂质分布以及离子注入硼背场对电池性能的影响,并与常规POCl3扩散发射极电池进行对比。研究表明:离子注入的硼背场可明显提高电池的长波响应,使电池的开路电压提高约100 m V,效率提高5.4%;与POCl3扩散发射极电池相比,磷离子注入发射极改善了电池的短波响应,使电池效率提高0.8%;全离子注入电池的效率达到19.1%。     

金属氧化物多层膜背接触晶体硅太阳电池

采用金属氧化物多层膜作为新型晶体硅太阳电池发射极,并成功制备出多层膜背接触(MLBC)太阳电池,对其器件性能进行详细分析发现,金属氧化物多层膜具有高载流子浓度、低界面复合速率、低方阻,以及优异的光学性能。最终所制备的MLBC太阳电池光电转换效率达17.16%,开路电压可达631 mV,相比于V_2O_x/n-Si太阳电池,器件效率提高了1.36%。测试结果表明,V_2O_x/Ag/V_2O_x作为晶体硅太阳电池发射极,具有低界面复合速率和接触电阻率,具有成为高效率太阳电池的潜力。     

量产效率>22.3%的高阻密栅PERC太阳电池及性能研究

采用低压三步法通磷源扩散制备低掺杂浓度的p-n结,并应用于高阻密栅p型单晶硅钝化发射极局域背接触(PERC)太阳电池。通过增加第二步小氮的流量以改变扩散后硅片的方阻。随着方阻的增大,发射极表面掺杂浓度降低、俄歇复合降低、平均少子寿命增加。通过ECV测试,研究不同方块电阻对发射极掺杂浓度及结深的影响,结合发射极光电损耗机理的理论分析,确定优化的扩散后方块电阻180Ω/□及激光选择性掺杂区域方阻为80Ω/□,并对应细栅的数目为114。研究表明,随着发射极方块电阻的提高,太阳电池的短波响应显著提高,短路电流稳定提升80 mA,而通过对细栅线设计的优化,可抑制方阻提高对串联电阻及填充因子的影响,高方阻密栅PERC太阳电池的光电性能显著提升,电池效率稳定提升0.28%,转化效率达到22.3%,体现出高方阻密栅技术应用于PERC太阳电池的巨大潜力。     

PERC太阳电池发射极表面优化设计与模拟

通过模型计算,分析了发射极表面对PERC太阳电池转换效率的影响;然后设计了不同条件下的扩散和热氧化工艺实验,得到了最高转换效率达22.30%的PERC太阳电池;并对实验结果进行拟合,优化后的扩散和热氧化工艺降低了发射极表面复合速率,提高了电池的转换效率。     

“SE+PERC”单晶硅太阳电池发射极方阻均匀性提升工艺的研究

针对“SE+PERC”单晶硅太阳电池制备过程中,管式扩散炉扩散后硅片发射极方阻均匀性差的问题,在扩散工艺的“预沉积”步骤设计小氮气(N₂)流量、氧气(O₂)流量、炉内压强参数变化实验,研究小N₂流量、O₂流量和炉内压强变化对发射极方阻、方阻均匀性及太阳电池电性能的影响。研究结果表明：通过调整小N₂流量、O₂流量及扩散过程中的炉内压强可以有效提高发射极方阻均匀性,并提高太阳电池的光电转换效率。在小N₂流量为1000 sccm、O₂流量为600 sccm、炉内压强为80 kPa的工艺条件下可实现发射极的方阻均匀性最佳,均值为4.94%;此时“SE+PERC”单晶硅太阳电池的光电转换效率为23.11%。     

整形激光掺杂制备PERC电池选择性发射极研究

研究整形激光掺杂制备选择性发射极(SE)对p型单晶硅钝化发射极局域背接触(PERC)太阳电池的表面金字塔形貌、掺杂分布及电池性能的影响。整形激光具有能量分布均匀、对硅片损伤小等优点。通过改变激光的功率以及激光划线速度在p型单晶硅PERC太阳电池制备了不同掺杂分布的发射极。结合3D激光显微镜、扫描电子显微镜、EDS能谱分析、四探针方阻测试仪、电化学电容法等测试分析方法表征了样品的表面形貌、方阻变化、掺杂浓度曲线和电学性能。本文结合光斑重叠率将不同激光功率和激光划线速度采用公式统一转化为激光能量密度,从而得出制备选择性发射极的最佳激光能量密度。研究结果表明,当激光能量密度为0.97 J/cm2时,电池效率可以稳定提升0.25%以上,体现了整形激光SE技术应用于PERC电池的应用潜力。     

n型TOPCon-PERT双面太阳电池发电特性分析

随着将隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)技术应用在n型钝化发射极背表面全扩散(PERT)太阳电池上,电池效率得到了进一步提升,n型TOPCon-PERT太阳电池因具有少子寿命高、无光致衰减及功率温度系数小等优点,已成为当前太阳电池技术研究的热点之一。通过对比叠加TOPCon技术前、后n型PERT双面太阳电池的量子效率,并根据p型PERC双面光伏组件、n型PERT双面光伏组件及n型TOPCon-PERT双面光伏组件的户外发电特性及衰减率等实测数据,验证了n型TOPCon-PERT双面太阳电池的发电量增益。     

“SE+PERC”单晶硅太阳电池激光掺杂区域的漏电现象研究

在选择性发射极(SE)技术与钝化发射极背接触(PERC)技术相结合(即“SE+PERC”)的单晶硅太阳电池技术路线中,通常采用激光技术进行局部重掺杂,即利用激光的高温特性将硅片表面磷硅玻璃(PSG)层内的磷原子推入硅片内部,形成高低结,从而提高太阳电池的光电转换效率。但是经过激光扫描后的掺杂区域表面的PSG层会被激光损伤,损伤区域在进行碱抛光时常因掩膜的保护性差而被碱溶液腐蚀,导致p-n结被破坏,造成局部严重漏电,从而影响太阳电池的整体电性能。针对“SE+PERC”单晶硅太阳电池制备过程中激光掺杂区域出现的漏电现象,分析了漏电原因,并给出了采用SE激光掺杂工艺及碱抛光工艺时的优化建议。     

不同单晶硅太阳电池机械性能分析

随着太阳电池技术的发展,新电池技术不断出现,太阳电池的主栅数量也在增加。本文采用四点弯曲方式测试不同主栅数量电池、单晶硅钝化发射极背面接触(PERC)电池的机械性能,初步探讨主栅数量及不同生产工艺对电池抗弯强度的影响。研究表明:随着太阳电池主栅数量增加,电池抗弯强度没有明显变化,PERC电池的抗弯强度略低于常规电池,PERC电池不同激光刻槽设计对电池抗弯强度存在影响。     

单晶硅片表面金字塔尺寸对太阳电池电性能的影响

针对单晶硅片表面金字塔绒面对太阳电池电性能的影响,对比3款制绒添加剂A、B、C对金字塔绒面尺寸、均匀性、出绒率、比表面积及反射率的差异,分析了不同绒面结构对太阳电池的光电转换效率和漏电流的影响。分析结果表明：金字塔大小均匀、高度高,比表面积大的绒面可有效提升太阳电池的光电转换效率,出绒率及反射率对太阳电池的光电转换效率影响不大,但随着金字塔高度变高,塔尖变尖锐,选择性发射极激光重掺时容易造成塔尖消融,碱抛时对正面的保护作用减弱,易对重掺区的p-n结产生破坏,导致漏电流增大。     

晶体硅和钙钛矿光伏组件碳足迹研究

全球的光伏技术及其市场在清洁能源运用的不断增进下呈现快速发展趋势。为评估光伏组件在生产和制造环节对环境的影响，利用GaBi软件以及生命周期评估（LCA）的方法进行研究和评估，主要评估对象包含晶体硅光伏组件，这些组件采用不同电池，包括发射极背钝化（PERC）太阳电池、隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）太阳电池和异质结（HJT）太阳电池，以及新型钙钛矿太阳电池（PSCs）。计算发现现有4种光伏组件的典型碳足迹分别为469.25、474.24、427.98和500.55 kg CO2/kW。对于晶体硅太阳电池，硅片生产所引起的碳足迹份额最大，占比达到50%以上。对于钙钛矿太阳电池，其光伏组件由于现阶段产业化效率较低，碳足迹较大。     

单晶硅太阳电池发射极的模拟优化

针对传统p型衬底晶硅太阳电池,通过PCID数值计算,模拟了发射极扩散峰值浓度、方块电阻、结深等对电池性能的影响规律以及该规律与硅衬底电阻率之间的依赖关系,分析了其中所蕴含的作用机理.对于磷原子浓度梯度符合余误差分布的发射极,得到扩散制结的标准为:扩散峰值浓度介于1×10~(19)～5×10~(19)cm~(-3)之间,方块电阻在100Ω/□以上.尽管电池效率在衬底电阻率为1Ω·cm时最高,并随衬底电阻率的增大而明显下降,但上述发射极扩散标准基本保持不变.     

多晶PERC太阳电池的背面与正面结构性能优化

多晶硅太阳电池以其价格低廉的优势成为低成本太阳电池的首选,但其光电转换效率提升空间有限。钝化发射极和背面电池（PERC）技术是当前晶硅太阳电池提效的主要途径。多晶PERC电池结合了多晶硅电池的低成本和PERC电池的高效,是当前多晶硅电池的研究热点。本文研究了多晶PERC电池的背面和正面结构优化与设计,提出了提高多晶PERC电池效率的产业化技术方法。通过在硅片背面用三层SiN_x:H薄膜来代替常规双层SiN_x:H薄膜,在保证优良的背面钝化的同时,使电池长波响应得到改善,电池光电转换效率由20.19% 提升至20.26%。优化多晶PERC电池的背面激光开窗工艺,使多晶电池效率较常规工艺提升0.11%。而在多晶PERC电池的正面叠加选择性发射极技术,可较常规工艺提升电池效率0.10%。综合运用多种提效手段有利于保持多晶PERC电池的竞争力。