烧结曲线对多晶PERC太阳电池光致衰减效应的影响

针对多晶PERC太阳电池其较大的光衰效应会影响功率输出的问题,研究烧结曲线对多晶PERC太阳电池光致衰减效应的影响。在常规烧结曲线1的基础上通过改变烧结曲线峰值温度位置得到优化烧结曲线2和优化烧结曲线3,然后将双面沉积Al₂O₃/SiNx叠层钝化膜的寿命片和丝网印刷后的多晶PERC电池分别采用不同烧结曲线热处理,最后将样品在70℃、800 W/m²环境下进行45 h光衰处理。结果发现经过烧结曲线1～曲线3处理后的寿命片少子寿命衰减率分别为63%、42%和23%,多晶PERC太阳电池转换效率的衰减率分别为6.46%、3.55%和2.30%,光衰处理后的多晶PERC电池的EL测试结果显示烧结曲线1亮度最小,曲线2次之,曲线3最大。以上结果表明,仅通过烧结炉的烧结曲线优化就可以很明显地减小多晶PERC太阳电池的光致衰减幅度,可为探究抑制多晶PERC太阳电池光致衰减效应的方法提供一种全新的思路。     

多晶硅锭高氧浓度与少子寿命的研究

在多晶硅定向凝固高少子、低氧区域通入含氧气体,研究氧浓度对多晶硅锭少子寿命的影响程度。研究结果表明,当间隙氧浓度低于4.5×10~(17)cm~(-3)时,对于铸造多晶硅少子寿命的影响非常小;当间隙氧浓度为4.5×10~(17)~7.0×10~(17)cm~(-3)时,降低平均少子寿命0.50μs;当间隙氧浓度高于7.0×10~(17)cm~(-3)时,硅锭少子寿命受到极大影响,平均少子寿命降低到1.50μs,形成红区。因此,只有当铸造多晶硅尾部间隙氧浓度达到7.0×10~(17)cm~(-3)时,才可能形成尾部红区。     

Al2O3对晶硅电池的表面钝化研究

采用原子层沉积(Atomic layer Deposition,ALD)工艺制备了Al2O3,并对晶硅电池的表面进行钝化。通过与采用传统热氧化SiO2钝化的p型晶硅电池相比较,采用Al2O3钝化后晶硅太阳电池开路电压可提高5%。在未经制绒处理的情况下,短路电流可提高17.4%。通过对不同钝化技术下晶硅电池少子寿命变化以及发射区方阻变化的分析,采用原子层沉积工艺制备的Al2O3不仅能对晶硅电池表面实现良好钝化,还可避免高温氧化工艺对电池发射区的影响。     

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。     

P型多晶电池的光致衰减测试

以P型晶硅为基材的太阳能电池片存在着光致衰减,但目前主流的P型多晶电池工艺流程的光致衰减情况却并不确定。文章对电阻率为1～2Ωcm的定向生长P型多晶电池所进行的光致衰减测试和分析发现:光致衰减主要发生在光照射后的3～4 h;采用丝网印刷技术制作的效率为17.1%的多晶电池的绝对效率衰减为0.15%,效率为16.4%的多晶电池的绝对效率衰减为0.08%;并通过热处理可成功地将电池效率恢复。     

p型铸造单晶硅光注入再生后LID与LeTID的机制分析

光致衰减（LID）与热辅助光诱导衰减（LeTID）是晶硅太阳电池的2种主要衰减,其典型光注入条件分别为25 ℃、1 sun（LID环境）和75 ℃、1 sun（LeTID环境）。从有效少子寿命的角度研究p型铸造单晶硅的衰减机制。200 ℃、7 suns光注入处理过程中样品少子寿命先下降后恢复,这一过程称为光注入再生处理。在LID环境下,无光注入再生处理的样品具有快速与慢速2个衰减阶段,光注入再生处理的样品只有快速衰减阶段。计算两组样品带隙中央附近的缺陷电子/空穴俘获截面比k约为7,表明其中缺陷与直拉单晶硅（Cz-Si）中的BO缺陷相同。对光注入再生处理的样品,在LeTID环境下的衰减阶段计算出k约为35,此数值与多晶硅（mc-Si）中LeTID缺陷的一致。     

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。     

氧化物层对Cr-MIS太阳电池性能的影响

本文报道了氧化物层对Cr-MIS太阳电池性能的影响。实验证明,氧化物层厚度约30(?)的电池性能较好。在100mW/cm~2的光强下,有效面积为1.3cm~2的Cr-MIS单晶硅电池,V_(oc)、J_(sc)、FF和η分别为0.545V、31.5mA/cm~2、67％和11.5％。在同样光照条件下,有效面积为3.14cm~2的Cr-MIS废次单晶硅电池,V_(oc)、J_(sc)、FF和η分别为0.541V、28.3mA/cm~2、64％和9.8％。     

少子寿命值对太阳电池生产的监控作用

研究了太阳电池工艺过程中少子寿命值的变化,揭示了少子寿命值在太阳电池生产过程中的应用.通过比较工艺前后少子寿命值的变化,可以优化生产工艺,提高电池转换效率,改善电池的性能.经过工艺优化后,多晶硅太阳电池(非绒面)的平均转换效率达到14.75%.     

铸造多晶硅中杂质对少子寿命的影响

应用微波光电导衰减仪(μ-PCD)测得了铸造多晶硅硅锭沿生长方向少子寿命的分布图。结果显示:距离硅锭底部4~5cm以及顶部约2cm的范围内均存在一个少子寿命值过低的区域,而硅锭中间区域的少子寿命值较高且分布均匀。通过将样品在200℃下热处理10min,根据处理前后少子寿命值的变化,获得了间隙铁浓度沿硅锭方向的一维线性分布曲线。从曲线中可以发现铁在硅锭两端浓度较高,这与硅锭冷却过程中铁从坩埚向硅锭底部发生的固相扩散以及铁的分凝特性有关。另外通过傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)测试发现间隙氧浓度在硅锭底部较高,呈现从硅锭底部向顶部逐渐降低的趋势。研究结果表明硅锭中存在的高浓度的氧、铁等杂质为影响其少子寿命值的关键因素。     

掺镓硅片电阻率对太阳电池性能的研究

本文将电阻率为0.2~4Ω·cm的掺镓硅片分别制备成常规铝背场电池和PERC电池,并对电池的少子寿命、电性能参数和光致衰减进行测量,研究了电池性能的差别,为掺镓硅片投入工业化生产提供了参考。实验结果表明:常规铝背场电池的转换效率随着电阻率的增加而增加,电阻率为3~4Ω·cm的电池转换效率最高为20.30%;PERC电池的转换效率随着电阻率的增加而减小,电阻率为0.2~1Ω·cm的电池转换效率最高为21.38%。     

太阳电池EL漏电分析及可靠性评估

通过采用外量子测试、成分测试、可靠性测试等方法对太阳电池电致发光(EL)漏电原因及漏电电池的可靠性进行了简要分析,结果显示,产生漏电的原因主要是由于硅片切割时引入了金属杂质,导致少子寿命低,漏电电池片衰减率及组成组件后工作温度均大于正常电池片。     

基于BZO衬底的高效非晶硅及非晶/微晶硅叠层太阳电池

通过研究氢稀释对硼掺杂的硅氧材料特性的影响,制备出具有高纵向电导率(1.1×10~(-5)S/cm)、低横向电导率4.2×10~(-5)S/cm和宽带隙(2.52 eV)的p型纳米硅氧(p-nc-SiO_x:H)材料,将其作为非晶硅电池(a-Si:H)的窗口层,使短波响应得到明显提升。但由于宽带隙p-nc-SiO_x:H层的引入,使p/i界面能带失配,恶化了电池性能。因此研究p/i界面缓冲层带隙对电池性能的影响,发现提高缓冲层带隙,使电池的内建电场得到明显提升,从而提高电池的转换效率。将获得的具有高开路电压的a-Si:H电池作为顶电池应用到非晶/微晶硅叠层电池中,得到效率达12.99%的高效非晶/微晶硅叠层太阳电池。     

快速热处理工艺下金属杂质对铸造多晶硅少子寿命的影响

利用离子注入技术在铸造多晶硅中分别引入铜、铁、镍杂质玷污,用微波光电导衰减(μ-PCD)仪测试技术研究了铜、铁、镍杂质对硅片少子寿命的影响.研究发现:原生铸造多晶硅片和离子注入铜、铁、镍杂质的多晶硅片经1000℃常规热处理2h后少子寿命值都会降低,下降幅度基本一致.原生硅片在低中温条件下,少子寿命值呈现先下降后上升的趋势;当硅片经高温RIP后,其少子寿命值得到明显改善.低中温RTP条件下,经铜、镍杂质玷污的硅片随着退火温度的升高,少子寿命变化不大.高温RTP条件下,经铜、铁、镍杂质玷污后硅片的少子寿命迅速下降.实验结果表明高温RTP能够提高杂质含量较低硅片的少子寿命,而对杂质含量较高硅片的少子寿命有负面影响.     

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.     

多晶硅太阳电池的等离子体预处理研究

采用H2、NH3和H2 NH3等离子体在沉积氮化硅薄膜之前对多晶硅片进行预处理,采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)制备氮化硅薄膜,然后印刷烧结.利用准稳态光电导衰减法(QSSPCD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和紫外可见近红外分光光度计(UV-VIS)等手段研究了等离子体预处理对多晶硅少子寿命的影响以及等离子体预处理对氮化硅薄膜FTIR光谱的影响和多晶电池性能的影响.结果表明:经等离子体预处理后多晶硅的少子寿命有所提高,使用H2 NH3混合等离子体预处理后,制备的多晶电池的性能有明显提高,短路电流能提高约7%.     

类单晶硅与铸锭多晶硅的晶体质量差异性研究

以类单晶硅和铸锭多晶硅为研究对象,综合分析其红外(IR)图、光致发光(PL)图、间隙铁(Fei)浓度、少子寿命及电学性能特征。结果表明:相对于铸锭多晶硅,类单晶硅的晶粒尺寸大,晶界和位错少,间隙铁浓度低,少子寿命和电池效率高,晶体质量优于铸锭多晶硅。     

激光掺杂形成硼背场PERL硅太阳电池的研究

研究两种激光器(绿光纳秒调Q激光器和准连续紫外高频锁模激光器)对PERL太阳电池的背面掺硼的效果。通过分析扫描电子显微镜(SEM)、电化学ECV曲线和少子寿命的数据,确定合适的激光器及激光参数。继而研究烧结温度对太阳电池性能的影响。综合分析电池的反射率、内量子效率、电性能参数及烧结后铝硅接触的SEM剖面图,得到最优烧结温度。研究发现用准连续紫外高频锁模激光器(7 W,250 mm/s)进行激光掺硼、以630℃烧结,所得电池效率最高可达19.90%。     

光热退火对多晶PERC太阳电池光致衰减效应的影响

针对多晶PERC电池严重的光致衰减问题,研究不同退火方式对多晶PERC太阳电池光诱导衰减效应的影响,通过设计不同退火条件,对退火后的寿命片和电池片光电性能进行系统表征,发现不同退火条件对多晶寿命片和电池片的光衰有较大影响。通过研究对比确定最佳工艺,可较大程度地抑制多晶PERC太阳电池的光衰效应,同时又不影响电池片的转换效率,为探究抑制多晶PERC太阳电池光衰提供了方法和思路。     

热退火对太阳电池用多晶硅特性的影响

对多晶硅片进行三步退火处理,用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和准稳态光电导衰减法(QSSPCD)测硅片退火前后氧碳含量及少子寿命,并对单晶硅片做同样处理进行比较。实验发现:经三步退火后,多晶硅比单晶硅氧碳含量下降的幅度大,这表明多晶硅内部形成的氧沉淀多,其体内的高密度缺陷如晶界、位错等对氧沉淀的形成有促进作用。多晶硅与单晶硅少子寿命大大提高,可能是由于高温退火后晶体内部形成氧沉淀及缺陷的络和物可以作为电活性杂质的吸除中心,从而减少了分散的载流子复合中心,提高了硅片的少子寿命。变化趋势的不同与晶体内部结构有关。