多晶硅太阳电池的氮化硅钝化

全面介绍了等离子增强化学汽相沉积（PECVD）纳米氮化硅（SiNx:H）光电薄膜的技术发展及现状,分析了PECVD法沉积的SiNx:H薄膜对多晶硅太阳电池的体钝化和表面钝化机理。     

磷铝吸杂在多晶硅太阳电池中的应用

研究了多晶硅的浓磷扩散吸杂、铝吸杂、磷-铝联合吸杂(双面蒸铝).采用准稳态光电导衰减法测试了吸杂前后多晶硅片的有效少数载流子寿命,发现磷-铝联合吸杂于硅片少子寿命的提高最大达30μs以上,其次是磷吸杂,铝吸杂再次之.采用吸杂后的多晶硅片制备了1cm×1cm的太阳电池,与相同条件下未经吸杂制备的电池相比,发现三种吸杂方式都能提高电池的各项电学特性,其中磷-铝联合吸杂提高电池效率最大,达40%以上,最差为铝吸杂,只有15%左右的提高,这与吸杂后所测得的少子寿命的变化趋势一致.实验说明三种吸杂方式在不同程度上促成了硅片界面晶格应力对重金属杂质的吸附作用,减少了载流子的复合中心,从而提高了有效少数载流子的寿命;而有效少数载流子的寿命直接影响到电池的效率.     

NaOH-NaClO腐蚀液制备太阳电池用多晶硅绒面的研究

介绍了一种采用NaOH-NaClO混合腐蚀液制备多晶硅绒面的新方法。研究结果表明,当VNaOH:VNaClO=1:3,NaOH浓度为17%,腐蚀温度为80℃,腐蚀时间为20min时,能够得到均匀的沟壑状凹坑多晶硅绒面,腐蚀后硅片表面的反射率与未腐蚀的硅片表面的反射率相比,降低近30%。另外,与传统的HF:HNO3酸腐蚀工艺相比,这种新型腐蚀工艺不仅可以获得反射率更低的多晶硅绒面结构,而且反应过程中产生的具有高度活性的氯离子可以作为很好的吸杂剂,降低一些有害的金属杂质的活性以提高太阳电池的开路电压,同时也省去了在产业化生产过程中的盐酸处理,从而改善了生产环境。     

多晶硅太阳电池PECVD氮化硅钝化工艺的研究

介绍等离子体化学气相淀积(PECVD)制备减反射钝化膜。将PECVD设备运用于太阳电池生产线上,发现通过PECVD设备可以对多晶硅太阳电池有很好的钝化效果。分析PECVD对多晶硅太阳电池钝化机理。     

双层氮化硅减反、钝化结构对多晶硅太阳电池性能的影响

探究了多晶硅太阳电池表面双层氮化硅减反、钝化结构的产线工艺.示范性实验结果表明,直接与多晶硅接触的底层氮化硅的厚度是双层氮化硅减反、钝化能力的一个关键因素.相对于单层氮化硅减反、钝化的多晶硅太阳电池,厚度优化的双层氮化硅减反、钝化电池片的短路电流和开路电压均有所改善,相应的光电转换效率提升超过0.2％.光电转换效率的提升归因于双层氮化硅减反、钝化结构有利于降低光损失和表面钝化.     

多晶硅太阳电池背表面刻蚀提升其性能的产线工艺研究

对比研究了产线上多晶硅太阳电池背表面刻蚀对 其光电转换性能的影响。示范性实验结果表明:多晶硅太阳电池背表面刻蚀能够改善其短路 电流, 从而相应的光电转换效 率提升了约 0．1％。依据多晶硅太阳电池背表面刻蚀前后的扫描 电镜(SEM)形貌、背表面漫 反射光谱及完整电池片外量子效率的测试结果,改进的光电转换的原因可能源于背表面刻蚀 “镜面”化有利于太阳光子在背表面内反射和改进印刷Al浆与背表面覆盖接触。背表面刻蚀 与当前晶硅电池产线工艺兼容,能够提升电池片的光电转换效率,是一种可供选择的产线升 级工艺。     

PERC背钝化结构提升多晶硅太阳电池的光电转换性能研究

在工业产线上制备了PERC结构的多晶硅太阳电池,并研究了在电池背表面引入PERC背钝化结构对其光电转换性能的影响。结果表明:PERC背钝化结构能够提升电池的短路电流和开路电压,光电转换效率超过了20%。结合光学仿真及分析电池的关键光电参数知,其光电转换性能改善的原因可归结为PERC背钝化结构降低了长波太阳光子在背铝电极的寄生吸収损失和光生载流子的背表面复合损失。PERC背钝化结构能够提升多晶硅太阳电池的光电转换效率,并且其制备工艺与传统产线兼容,是一种优选的产业电池结构。     

玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池

玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池因具有成本低廉、转换效率高以及性能稳定等优点引起了人们的广泛关注。详细阐述了玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池的两种典型结构、基本制备流程及其关键工艺对太阳电池性能的影响,还介绍了玻璃衬底制备多晶硅薄膜的直接制备技术、固相晶化技术、液相晶化技术和籽晶层技术以及玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池的研究现状。由于薄膜太阳电池性能的好坏直接取决于薄膜的质量,所以关键工艺中的快速热退火和氢钝化能显著提高电池性能。然而,至今各种制备方法都不够成熟,不能规模化制备多晶硅薄膜,因此改进和发展现有多晶硅薄膜的制备技术是今后玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池研究的核心课题。     

PERC结构多晶硅太阳电池的研究

高效、低成本是目前硅太阳电池追求的主要目标。多晶硅太阳电池成本低,但其电性能较差。背面钝化及局部背接触是提高多晶硅太阳电池电性能的主要技术。通过采用SiO2/SiNx叠层膜作为背钝化介质层,依次经过背面开槽、丝网印刷、烧结形成背面局部接触,制备钝化发射极和背表面电池(PERC)结构多晶硅太阳电池。采用恒光源I-V特性测试系统测试其电性能,结果表明:较之常规铝背场多晶硅太阳电池,PERC结构电池在开路电压Voc、短路电流密度Jsc、转换效率η方面分别提高了13 mV、1.8 mA/cm2和0.67%(绝对值),其转换效率达到17.27%。PERC结构多晶硅电池采用了常规丝网印刷工艺,有利于实现高效多晶硅电池的产业化生产,具有很高的实际意义。     

提高多晶Si薄膜太阳电池转换效率的途径

多晶Si薄膜对可见光进行有效地吸收、光照稳定性好、制作成本低,被公认为是高效率和低成本的光伏器件材料。以提高多晶Si薄膜太阳电池转换效率为主线,介绍了增大晶粒尺寸以增加载流子迁移率、进行表面和体内钝化以减少复合中心、设计p-i-n结构以增加光收集效率、制作绒面结构以提高对入射光的吸收效果、改进电池结构以谋求最大效率等工艺措施;综述了近5年来多晶Si薄膜电池在材料生长、结构制备和性能参数方面取得的最新进展,并对其发展前景做了预测。     

废弃多晶硅太阳电池回收高纯硅片工艺研究

论述分析了国内外晶体硅太阳电池回收技术现状,研究了太阳电池的结构及制备工艺,提出了废弃多晶硅太阳电池回收高纯硅片的工艺.依次去除铝背场/铝硅合金层/背银、氮化硅减反膜/正银、磷扩散层及金属杂质,得到高纯硅片.硅原料的回收率高达76.4％,回收的高纯硅片经检验检测,其电阻率、间隙氧浓度、代位碳含量和少子寿命均符合GB/T 29055-2012中规定的性能参数.该回收工艺路线简单,回收率高,成本低,适于产业化推广.废弃太阳电池的回收再利用不仅可以在一定程度上缓解硅原料短缺的问题,还可以减少废弃的太阳电池给环境造成负担.     

晶体硅太阳电池表面钝化技术

介绍了晶体硅太阳电池表面钝化技术的发展历程,表面钝化膜在晶体硅太阳电池中所起的作用,以及晶体硅太阳电池中各种钝化膜和表面钝化技术。阐述了国内和国际对晶体硅太阳电池表面钝化技术的最新研究动态,重点论述了SiO2,SiNx,SiCx和Al2O3,以及这些钝化膜的叠层钝化技术的优缺点。在此基础上进一步指出SiO2/SiNx叠层钝化膜将成为今后工业化生产的研究重点,Al2O3及其叠层钝化膜将成为今后实验室的研究重点,由于表面钝化是提高晶体硅太阳电池转换效率最有效的手段之一,今后晶体硅太阳电池表面钝化技术仍将是国内和国际研究的热点问题之一。     

Reorganized Porous Silicon Bragg Reflectors for Thin-Film Silicon Solar Cells

Stacks of porous silicon layers have been successfully applied to maximize internal reflection at the interface between a silicon substrate and an epitaxially grown layer. The stack is consist of alternating porous layers of high and low porosity, defined by the quarter-wavelength rule. During the hydrogen bake prior to epitaxial growth of the epitaxial layer, the porous silicon stack crystallizes in the form of thin quasi-monocrystalline silicon layers incorporating large voids. Experimental data of the measured external reflectance have been linked to the internal reflectance. An optical-path-length enhancement factor of seven was calculated in the wavelength range of 900–1200 nm. Application on thin-film epitaxial solar cells showed a 12% increase in short-circuit current and efficiency.     

等离激元共振增强多晶硅薄膜太阳电池性能研究

采用磁控溅射方法,在多晶硅薄膜太阳电池表面沉积了不同粒径大小的Au纳米粒子,利用粒径大小可调控的Au纳米粒子的局域表面等离激元共振增强效应(LSPR),对入射光中的可见光区域实现“光俘获”;采用UV-vis吸收光谱对LSPR进行了研究,结果表明,LSPR能够有效拓展Au纳米粒子的光谱响应范围(400～800 nm),并且,随着Au纳米粒子粒径的增大,LSPR共振吸收峰呈现出明显“红移”;同时,通过SERS表征,证实LSPR能够有效增强Au纳米粒子周围的局域电磁场强度;最后,多晶硅太阳电池的J-V特性曲线表明,当Au纳米粒子溅射时间为50 s时,多晶硅太阳电池光电转换效率(η)最高为14.8％,比未修饰Au纳米粒子的电池η提高了42.3％.     

微晶硅NIP太阳电池

微晶硅NIP太阳电池具有许多优点,如用于制备柔性太阳电池可极大地扩展太阳电池的应用空间,保护窗口层免受等离子轰击以保持其性能,以及扩大窗口层的光学带隙提高太阳电池的开路电压和短路电流等.综合介绍了微晶硅NIP太阳电池的基本原理、研究现状、存在的问题并展望其发展前景.     

A Reliability Model for Low-Temperature Polycrystalline Silicon Thin-Film Transistors

We proposed here a reliability model that successfully introduces both the physical mechanisms of negative bias temperature instability (NBTI) and hot carrier stress (HCS) for p-channel low-temperature polycrystalline silicon thin-film transistors (LTPS TFTs). The proposed model is highly matched with the experimental results, in which the NBTI dominates the device reliability at small negative drain bias while the HCS dominates the degradation at large negative drain bias. In summary, the proposed model provides a comprehensive way to predict the lifetime of the p-channel LTPS TFTs, which is especially necessary for the system-on-panel circuitry design.      

多晶薄膜CdS／CdTe太阳电池

报道了转换效率为１４．６％～１５．８％的多晶薄膜ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太阳电池的研制。用ＭＯＣＶＤ法，在玻璃衬底上制备ＳｎＯ＿２和ＳｎＯ＿２：Ｆ薄膜，水溶液化学淀积法获得８０～１００ｎｍ厚的ＣｄＳ薄膜和密堆积升华法制备５μｍ厚ＣｄＴｅ薄膜，ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太阳电池的短路电流密度高达２４～２５ｍＡ／ｃｍ￣２。同时，对各层薄膜晶形和微观结构进行了分析研究。