多晶Si太阳电池表面酸腐蚀制绒的研究

研究了采用HF和HNO3非择优腐蚀多晶硅表面制备绒面的机理。通过实验分析了酸混合液的体积浓度配比、添加剂、温度和时间等因素对腐蚀速率和腐蚀后表面形貌的影响;总结出了多晶Si的酸腐蚀规律,得到了制备理想绒面的酸混合液体积配比(V(HF):V(HNO3):V(CH3COOH)=1∶12∶6)。在此基础上提出了优化设计方案:采用廉价的水代替醋酸作为缓蚀剂,腐蚀过程置于超声槽中进行,利用超声波的振动使反应生成的气泡快速脱离多晶Si片表面,同时使腐蚀液浓度分布更加均匀,从而制备出效果更佳的多晶Si绒面。     

碱性腐蚀工艺条件对硅片表面腐蚀形貌的影响

碱性腐蚀工艺条件对硅片表面腐蚀形貌如粗糙度、显微镜下的表面状况的影响做了研究,通过实验结果给出了特定要求条件下硅片腐蚀的最佳方案.运用硅的化学腐蚀机理分析了表面腐蚀状况的原因.     

背表面形貌对硅太阳电池效率的影响

Different processes are used on the back surface of silicon wafers to form cells falling into three groups：textured, planar, and sawed-off pyramid back surface.The characteristic parameters of the cells, ISC, VOC, FF, Pm, and Eff, are measured.All these parameters of the planar back surface cells are the best.The FF, Pm, and Eff of sawed-off pyramid back surface cells are superior to textured back surface cells, although ISC and VOC are lower.The parasitic resistance is analyzed to explain the higher FF of the sawed-off pyramid back surface cells.The cross-section scanning electron microscopy（SEM） pictures show the uniformity of the aluminum-silicon alloy, which has an important effect on the back surface recombination velocity and the ohmic contact.The measured value of the aluminum back surface field thickness in the SEM picture is in good agreement with the theoretical value deduced from the Al-Si phase diagram.It is shown in an external quantum efficiency（EQE） diagram that the planar back surface has the best response to a wavelength between 440 and 1000 nm and the sawed-off back surface has a better long wavelength response.     

表面活性剂对硅单晶片表面吸附颗粒的作用

提出了新抛光硅片镜面吸附动力学过程;深入研究表面活性剂的性质和作用,利用表面活性剂特性,有效地控制硅片表面颗粒处于易清洗的物理吸附状态。     

微腐蚀去除硅衬底表面损伤及污染物研究

硅片CMP工艺会引入表面缺陷和沾污,通常采用NaOH和KOH作为腐蚀溶液,利用微腐蚀法将硅片表面的损伤污染层剥离,以免导致IC制备过程中产生二次缺陷,但会不可避免地引入金属离子。制备了一种用螯合剂和表面活性剂复配的新型清洗液,利用螯合剂对硅片表面损伤层进行微腐蚀,同时采用表面活性剂去除硅片表面吸附的微粒。经台阶仪和原子力显微镜检测,该清洗液能有效去除硅片表面损伤层和颗粒,同时螯合剂本身不含金属离子,并且对金属离子有螯合作用,可有效避免传统腐蚀液中金属离子带来的二次污染。     

多晶硅太阳电池酸腐表面织构的研究

采用酸腐多晶Si片的方法,获得了各向同性的表面织构.酸腐蚀液选取HF-HNO3混合溶液,并用H3PO4进行改良.分别利用扫描电镜(SEM)和光谱响应系统,分析了腐蚀后多晶Si片的表面形貌和反射率.结果表明,酸腐多晶Si表面分布均匀的蚯蚓状腐蚀坑,反射率很低,在等离子增强化学气相沉积(PECVD)Si3N4减反射膜后,反射率大大下降.     

用双氧水方法提高单晶硅片制绒效果的研究

介绍了在制绒前使用双氧水＋低浓度碱液＋超声的预清洗工艺的新方法。与常规的预清洗工艺相比,新的预清洗工艺避免了生产过程中的漂篮现象,改善了硅片表面的清洁质量,降低了表面微粗糙度。通过扫描电子显微镜（SEM）观察,使用双氧水预清洗后的制绒绒面金字塔尺寸小而均匀,反射率也有所降低。新预清洗工艺制绒后的硅片增加了对入射光的吸收,有利于提高电池短路电流,对提升电池光电转换效率有重要意义。     

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。     

太阳电池用多晶硅锭红外检测中阴影的表征分析

研究了多晶硅铸锭过程中,硅锭内部红外探伤测试中显示黑斑位置晶体缺陷的杂质组成,并根据杂质成分推导了此种缺陷的形成机理和条件.采用光致发光(PL)技术、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对杂质进行了表征与分析.结果显示,形成阴影的夹杂在晶界中存在的形态主要为针状或薄片状,其组成成分主要为C,N和Si元素.而Si3N4的出现可能有两个原因:一是Si3N4涂层脱落而沉积在晶界中;二是溶解在液相中的N局部过饱和.此外,结晶过程中,SiC也随之成核并生长,在晶界上形成夹杂物,同时伴随着微缺陷的增加.据此提出了去除多晶硅锭内部阴影的几点措施.     

表面处理对低成本多晶硅太阳电池性能的影响

通过沉积SiNx薄膜和H2退火表面处理工艺对低成本多晶硅太阳电池进行了处理,对表面处理前后的电池效率进行了对比测试,详细地研究了这两种表面处理工艺对电池的短路电流、开路电压、填充因子和转换效率的影响。实验发现,沉积了SiNx薄膜的低成本多晶硅太阳电池的效率在原有基础上提高了1.8%左右;而经过H2退火后的电池效率则出现了效率衰减。与此同时,对成本相对高的太阳能级多晶硅电池也进行了H2退火,与低成本多晶硅电池相比,其效率增加明显,与低成本太阳电池呈现了相反的现象。最后分析了两种表面处理工艺对电池性能造成影响的原因。     

金刚线切割多晶硅片表面酸制绒效果研究

为了探索金刚线切割多晶硅片的表面制绒新技术,采用常规酸制绒、添加剂酸制绒和酸蒸气制绒三种方法对金刚线切割多晶硅片表面进行制绒处理,并用扫描电镜和光谱仪分析了三种制绒方法处理后多晶硅片的表面形貌和反射率比变化。结果表明,酸蒸气制绒能够更加有效地去除线锯切割产生的平行纹,降低表面反射率。通过调节蒸气源蒸发的温度,可以有效改善多晶硅的表面形貌,大幅降低入射光在多晶硅表面的反射率,300~1100nm波长范围内多晶硅样品的最低平均反射率达11.6%,有望用于制作高效多晶硅太阳电池。     

用于太阳能电池的多晶硅激光表面织构化研究

介绍了利用激光制备多晶硅表面织构的研究结果。采用激光在硅片表面刻蚀,然后利用化学方法去除残渣和损伤,制得均匀的表面陷光结构。通过扫描电子显微镜,HitachiU-4100分光光度计和Semilab WT2000少子寿命仪分析了表面织构化后硅片的表面形貌、反射率和少子寿命。通过调节激光和化学腐蚀参数得到很好的陷光效果,表面反射率最低可以降到约10%。但是激光刻蚀对硅片性能仍有一定损伤,有待改进。激光表面织构为多晶硅的减反射处理提供有效的途径。     

太阳能电池单晶Si表面织构化的工艺改进

通过实验分析Na2SiO3和Na3PO4混合溶液对〈100〉晶向的单晶Si片的各向异性腐蚀过程,探讨了Na2SiO3溶液和Na2SiO3、Na3PO4混合溶液对表面织构化的影响机制,并且对制绒前Si片的电化学清洗过程和混合溶液的反应温度和反应时间等参数的变化对金字塔绒面微观形貌的影响做了分析。最终通过大量实验得到,用质量分数为4%的Na2SiO3和2%的Na3PO4混合溶液在78℃腐蚀60min,单晶Si片表面可获得最佳反射率为11.98%的减反射绒面。单晶Si片表面的反射率优于单独使用Na2SiO3溶液腐蚀,更重要的是制得了很好的均匀性表面。     

高方块电阻发射区单晶硅太阳电池的性能优化

通过提高发射区的方块电阻和优化发射区的磷杂质浓度纵向分布,制备了性能优良的单晶硅太阳电池。I-V测量分析表明:高表面活性磷杂质浓度浅结发射区太阳电池短路电流密度、开路电压和填充因子分别提高了0.32mA/cm2,1.19mV和0.22%,因此转换效率提高了0.22%。内量子效率分析表明:高表面活性磷杂质浓度浅结发射区太阳电池短路电流密度的提高是由于短波光谱响应增强了。SEM分析表明:高表面活性磷杂质浓度浅结发射区太阳电池在发射区硅表面沉积的Ag晶粒分布数量更多、一致性更好,从而更容易收集光生电流传输到Ag栅线,改善了太阳电池的性能。     

表面活性剂在单晶硅太阳能电池片制绒中的作用

表面活性剂在晶体硅电池清洗制绒中具有重要的作用。在现有大规模产业化生产线NaOH＋H2O＋异丙醇（IPA）制绒体系的基础上,研究了复配表面活性剂替代异丙醇的可行性。通过测试不同浓度复配表面活性剂条件下制备得到绒面的表面反射率和SEM形貌图,测试研究结果显示,复配表面活性剂的制绒效果要显著优于以异丙醇（IPA）为添加剂的腐蚀溶液,且复配表面活性剂浓度在略大于临界胶束浓度得到最优实验结果。