多晶硅太陽(yáng)能電池預(yù)處理及退火工藝研究

【摘要】：¨前太陽(yáng)能電池行業(yè)多用管式PECVD法沉積氮化硅減反射鈍化膜,然而管式設(shè)備對(duì)于實(shí)現(xiàn)薄膜沉積的均勻性有一定的局限,其原因在于反應(yīng)腔室內(nèi)部反應(yīng)氣體分布不均勻。這會(huì)對(duì)薄膜的表觀(guān)質(zhì)量造成很大的影響,形成色差片。不斷出現(xiàn)返工片,將會(huì)阻礙產(chǎn)品生產(chǎn)效率的提高。 本論文通過(guò)大量的產(chǎn)線(xiàn)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),通過(guò)總的氣體流量、反應(yīng)時(shí)腔室壓強(qiáng)以及射頻功率的調(diào)節(jié),會(huì)對(duì)成膜的均勻性有很大幫助。研究表明,對(duì)于管徑380mm,.管長(zhǎng)2075mm的常用反應(yīng)腔室,氣體總流量在5000sccm,反應(yīng)時(shí)腔室內(nèi)壓強(qiáng)在220pa,射頻功率4500w左右時(shí),僅就成膜的均勻性來(lái)講是最佳的,幾乎沒(méi)有返工片,而且也不會(huì)對(duì)薄膜的其它參量造成很大的影響。研究還發(fā)現(xiàn),除了以上三個(gè)工藝參量能較大的影響薄膜的表觀(guān)質(zhì)量外,石墨舟的間距大小,也會(huì)對(duì)薄膜均勻性造成影響,對(duì)比發(fā)現(xiàn)13mm間距石墨舟的成膜質(zhì)量要明顯優(yōu)于11mm間距石墨舟。 另外,鈍化工藝在晶體硅太陽(yáng)電池上的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛。我們?cè)诔练e氮化硅薄膜之前采用氨氣電離出氫等離子體,先對(duì)硅片進(jìn)行氫等離子體預(yù)處理,通過(guò)數(shù)值分析和實(shí)驗(yàn)的方法分別研究了預(yù)處理時(shí)間,功率,溫度,壓力各參數(shù)對(duì)鈍化效果以及電學(xué)性能的影響。在預(yù)處理溫度450℃,時(shí)間200s,射頻功率4000w,氣體壓強(qiáng)200Pa,氨氣流量為4000sccm時(shí),表現(xiàn)出短路電流提高較為明顯。然后采用等離子體增強(qiáng)型的化學(xué)氣象沉積(PECVD)法,在電池表面鍍上一層氮化硅膜,實(shí)驗(yàn)證實(shí)氫等離子體會(huì)透過(guò)氮化硅膜進(jìn)入到硅基體內(nèi),具體表現(xiàn)為少子壽命提高7μs左右。之后的低溫退火實(shí)驗(yàn)表明,430-440℃左右為最優(yōu)溫度,隨著時(shí)間的增加,短路電流會(huì)有明顯提升,光電轉(zhuǎn)換效率也有提高。 【關(guān)鍵詞】：PECVD 氮化硅薄膜 晶體硅太陽(yáng)能電池 氫鈍化 少數(shù)載流子壽命 退火
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 序8-9
• 目錄9-11
• 1 引言11-19
• 1.1 能源危機(jī)和環(huán)境污染11
• 1.2 太陽(yáng)能光伏發(fā)電的研究和應(yīng)用歷史11-13
• 1.3 太陽(yáng)能電池的研究和發(fā)展13-18
• 1.3.1 單晶硅太陽(yáng)能電池13-14
• 1.3.2 多晶硅太陽(yáng)能電池14-15
• 1.3.3 非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池15
• 1.3.4 化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池15-18
• 1.4 本篇論文主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 2 晶體硅太陽(yáng)能電池的基本原理19-53
• 2.1 太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換原理19-23
• 2.1.1 半導(dǎo)體材料的光吸收19
• 2.1.2 光生伏特效應(yīng)19-20
• 2.1.3 太陽(yáng)能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)20
• 2.1.4 太陽(yáng)能電池的特性20-23
• 2.2 晶體硅太陽(yáng)能電池制備工藝23-53
• 2.2.1 制絨24-30
• 2.2.2 擴(kuò)散-pn結(jié)制備30-35
• 2.2.3 刻蝕35-37
• 2.2.4 去磷硅玻璃37-39
• 2.2.5 制備減反射鈍化膜39-44
• 2.2.6 絲網(wǎng)印刷44-48
• 2.2.7 燒結(jié)48-50
• 2.2.8 測(cè)試分選50-53
• 3 PECVD鍍膜工藝中影響成膜質(zhì)量的幾個(gè)關(guān)鍵因素53-71
• 3.1 PECVD設(shè)備53-56
• 3.1.1 管式PECVD設(shè)備53-54
• 3.1.2 板式PECVD設(shè)備54-55
• 3.1.3 管式PECVD設(shè)備的主要性能參數(shù)以及結(jié)構(gòu)組成55-56
• 3.2 石墨舟設(shè)備56-57
• 3.3 測(cè)試設(shè)備57-61
• 3.3.1 橢偏儀58-59
• 3.3.2 D8反射儀59-60
• 3.3.3 WT-2000少子壽命測(cè)試儀60-61
• 3.4 管式PECVD總氣體流量、壓強(qiáng)、射頻功率對(duì)成膜質(zhì)量的影響61-67
• 3.4.1 反應(yīng)腔室內(nèi)氣體的運(yùn)動(dòng)61-62
• 3.4.2 實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析62-67
• 3.5 石墨舟間距對(duì)成膜均勻性的影響67-70
• 3.6 本章總結(jié)70-71
• 4 多晶硅太陽(yáng)能電池氫等離子體預(yù)處理及退火工藝研究71-85
• 4.1 鈍化機(jī)理介紹71-75
• 4.1.1 半導(dǎo)體內(nèi)的復(fù)合機(jī)制71-72
• 4.1.2 鈍化機(jī)理72-73
• 4.1.3 幾種鈍化技術(shù)簡(jiǎn)介73-75
• 4.2 氫等離子體預(yù)處理對(duì)多晶硅電池電性能以及少子壽命的影響75-81
• 4.2.1 預(yù)處理時(shí)間對(duì)電池電性能以及少子壽命的影響76-77
• 4.2.2 預(yù)處理功率對(duì)電池電性能以及少子壽命的影響77-78
• 4.2.3 預(yù)處理溫度對(duì)電池電性能以及少子壽命的影響78-79
• 4.2.4 預(yù)處理壓強(qiáng)對(duì)電池電性能以及少子壽命的影響79-81
• 4.3 退火工藝對(duì)氮化硅膜鈍化效果、電池電性能以及效率的影響81-83
• 4.3.1 最佳氫鈍化方式的研究81-82
• 4.3.2 退火工藝對(duì)少子壽命和電學(xué)性能的影響82-83
• 4.4 本章總結(jié)83-85
• 5 總結(jié)85-87
• 參考文獻(xiàn)87-89
• 作者簡(jiǎn)歷89-93
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集93

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來(lái)了解更多相關(guān)內(nèi)容

等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積條件對(duì)氮化硅薄膜性能的影響    李新貝;張方輝;牟強(qiáng);

生產(chǎn)型管式PECVD設(shè)備    宋玲,劉愷,楊彬,陳必雄

硅太陽(yáng)能電池的絲網(wǎng)印刷技術(shù)    張世強(qiáng);李萬(wàn)河;徐品烈;

低成本襯底上多晶硅薄膜電池的探索    許穎,勵(lì)旭東,王文靜,于元,趙玉文,沈輝

橢偏儀的原理和應(yīng)用    余平;張晉敏;

多晶硅太陽(yáng)電池的等離子體預(yù)處理研究    黃岳文;季凱春;李華維;孫勵(lì)斌;徐曉群;陳斌;

財(cái)政鼓勵(lì)下的光伏市場(chǎng)    陳君 ,楊德仁

太陽(yáng)電池片燒結(jié)爐的設(shè)計(jì)及其關(guān)鍵性能探討    李爭(zhēng);任志平;

美國(guó)光伏發(fā)電與百萬(wàn)屋頂計(jì)劃    董玉峰,王萬(wàn)錄,韓大星

晶硅太陽(yáng)電池缺陷分析    李剛;陳五奎;劉曉清;查恩;

用碘酒和氫氟酸鈍化單晶硅的比較    孫秀菊;任丙彥;周春蘭;李海玲;趙雷;王文靜;

薄膜太陽(yáng)電池及其陶瓷硅襯底材料的制備和電子輻照研究    廖華

太陽(yáng)電池用氮化硅薄膜及氫鈍化研究    王曉泉

CVD制備碳基寬帶隙半導(dǎo)體材料及其特性研究    劉維

晶體硅太陽(yáng)電池制作中的擴(kuò)散工藝研究    何堂貴

溶膠凝膠Al_2O_3薄膜鈍化p型硅特性研究    曹文喆

n型硅上絲網(wǎng)印刷制備Al-p~+發(fā)射極的研究    陳偉

部分重疊雙柵MOSFET特性的研究    韓名君;趙陽(yáng);柯導(dǎo)明;

CCD輸出二極管反向漏電機(jī)理的研究    易萍

晶界對(duì)AlGaN薄膜紫外探測(cè)器時(shí)間響應(yīng)特性的影響    王蘭喜;陳學(xué)康;王瑞;曹生珠;

6H-SiC熱氧化層高溫漏電及紅外光譜表征研究    曹群;牟維兵;楊翰飛;楊治美;龔敏;

橢圓偏振儀測(cè)試非晶薄膜熱光系數(shù)研究    陳偉;劉爽;曾璞;劉永;劉永智;

PECVD制備氮化硅薄膜的研究    趙崇友;蔡先武;

鏈?zhǔn)窖趸苽銼iO_2膜的研究    張松;席曦;王振交;唐寧;季靜佳;李果華;

硅太陽(yáng)電池?cái)U(kuò)散方阻與柵線(xiàn)寬度匹配的研究    王慶偉;徐征;趙謖玲;張春萍;俞健;胡盛華;鐘思華;劉金虎;張鵬;

VB-GaAs晶體生長(zhǎng)技術(shù)中摻Si濃度的控制    牛沈軍;王建利;蘭天平;

電化學(xué)C-V法對(duì)載流子濃度縱向分布的精確測(cè)量    李若凡;武一賓;楊瑞霞;馬永強(qiáng);商耀輝;牛晨亮;

功率MOSFET低溫工作特性分析    董志芳;

基于虛擬儀器技術(shù)的真實(shí)傳感器實(shí)驗(yàn)    王云;李寶河;李長(zhǎng)江;

Nb摻雜BaTiO3的電子結(jié)構(gòu)研究    涂才根;劉諾;張曦;

多重雜質(zhì)(Au、Ni)摻雜n型硅材料的熱敏特性    董茂進(jìn);陳朝陽(yáng);范艷偉;叢秀云;

疊層太陽(yáng)電池中不同基質(zhì)硅量子點(diǎn)的特性研究    林娟;楊培志;

一種用于太陽(yáng)被動(dòng)跟蹤的光電角偏差探測(cè)裝置    賀曉雷;呂文華;李建英;于賀軍;

一種用于太陽(yáng)被動(dòng)跟蹤的光電角偏差探測(cè)裝置    賀曉雷;呂文華;李建英;于賀軍;

μc-Si (p)/c-Si(n)異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池的模擬計(jì)算與優(yōu)化    李力猛;韓兵;周炳卿;陳霞;郝麗媛;

納米金剛石薄膜紫外探測(cè)器研究    王蘭喜;陳學(xué)康;王云飛;郭晚土;吳敢;曹生珠;尚凱文;

HgCdTe環(huán)孔p-n結(jié)光伏探測(cè)器暗電流機(jī)制    李欣;王淑芬;毛京湘;趙晉云;

SOA非線(xiàn)性應(yīng)用關(guān)鍵參數(shù)的測(cè)量    程乘

硅基應(yīng)變引入方法與MOS器件相關(guān)基礎(chǔ)研究    楊洪東

溶膠—凝膠技術(shù)在紡織品多功能整理中的應(yīng)用    汪青

ZnO基透明導(dǎo)電膜的制備與摻雜研究    龔麗

超順磁性氧化鐵和LSMO/BCFO復(fù)合多鐵薄膜的制備及其物性研究    馬銘

氧化物薄膜憶阻器的材料選擇與行為機(jī)制研究    李海濤

氧化釓摻雜對(duì)氧化鉿高K柵介質(zhì)氧空位抑制作用及電學(xué)性能研究    季梅

金屬納米晶MOS電容的存儲(chǔ)效應(yīng)研究    黃玥

射頻域巨介電/鐵氧體磁電雙性能材料與器件研究    賀穎

3C-SiC/Si異質(zhì)外延生長(zhǎng)與肖特基二極管伏安特性的研究    陳達(dá)

高功率GaAs光電導(dǎo)開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)研究    李寅鑫

硅、鍺切割片的損傷層研究    張秀芳

太陽(yáng)能電池用α-SiC_x:H薄膜的制備與性能研究    張瑞麗

電子證據(jù)可靠性問(wèn)題分析    崔震宇

Mn、Co、Al摻雜SiC薄膜制備及其光敏性質(zhì)研究    趙興亮

HIT太陽(yáng)電池硅片處理及復(fù)合透明導(dǎo)電膜的研究    王淑珍

PECVD氮化硅薄膜的制備工藝及仿真研究    鄧其明

摻N的4H-SiC第一性原理研究    張智

硅/鍺摻雜類(lèi)金剛石薄膜特性研究    黃國(guó)俊

基于MPPT的風(fēng)光互補(bǔ)控制器的研制    費(fèi)韓

國(guó)外硅單晶質(zhì)量研究進(jìn)展(續(xù)Ⅱ)    王旗,陳振,浦樹(shù)德,楊晴初

CdTe太陽(yáng)能電池研究進(jìn)展    張靜全,蔡偉,鄭家貴,黎兵,孫小松,蔡亞平,馮良桓

SiC單晶生長(zhǎng)技術(shù)及器件研究進(jìn)展    任學(xué)民

Si(111)碳化層中的SiC結(jié)晶    雷天民,陳治明,馬劍平,余明斌

雙MOS門(mén)極控制的EST的開(kāi)關(guān)特性和安全工作區(qū)    張昌利,陳治明,閔源基,金相哲,樸鐘文,金南均,金垠東

在硅襯底上用HFCVD法生長(zhǎng)的納米SiC薄膜及其室溫光致發(fā)光    余明斌,馬劍平,羅家駿,陳治明

氬離子轟擊對(duì)射頻濺射法制備的a-SiC∶H膜退火形成6H-SiC的影響    王輝耀,王印月,宋青,王天民

氣相沉積立方氮化硼薄膜的研究與發(fā)展?fàn)顩r    程德剛,呂反修,黃志文,邱春正

超硬材料的研究進(jìn)展    張貴鋒

多晶硅太陽(yáng)電池用SiN薄膜的研究進(jìn)展    王曉泉,楊德仁,席珍強(qiáng)

新千年中國(guó)太陽(yáng)能光伏的曙光    崔容強(qiáng);胡宏勛;秦玉茂;殷石健;黃燕;孫鐵囤;車(chē)孝軒;

太陽(yáng)電池研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)    劉祖明;涂潔磊;廖華;胡志華;王書(shū)榮;魏晉云;陳庭金;林理彬;

鎂鋁尖晶石透明陶瓷及單晶輻照效應(yīng)研究    何捷

晶體硅太陽(yáng)電池及其電子輻照研究    劉祖明

晶體硅太陽(yáng)電池材料的磷吸雜研究    陳金學(xué)

基于微機(jī)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)散/氧化系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)    劉濤

太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)未來(lái)(下)    紀(jì)秀磊;

硅太陽(yáng)能電池在我段信號(hào)點(diǎn)燈方面的應(yīng)用    張正新;

太陽(yáng)能小艇的推進(jìn)裝置    王紹元;

葉綠素與新能源開(kāi)發(fā)    王春華;

我國(guó)太陽(yáng)能利用研究狀況    

多晶硅太陽(yáng)能電池    筱軍;

德研發(fā)出轉(zhuǎn)換率逾20％的多晶硅太陽(yáng)能電池    李峰;

TiO_2基太陽(yáng)能電池研究進(jìn)展    陳云霞;郝江波;何鑫;

采集太陽(yáng)能(上)——基礎(chǔ)化學(xué)推進(jìn)新型低成本太陽(yáng)能電池的開(kāi)發(fā)    

2009年太陽(yáng)能電池市場(chǎng)重新洗牌已無(wú)可避免,挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存    

氟基等離子體診斷以及在多晶硅太陽(yáng)能電池制絨中應(yīng)用研究    鄒帥;辛煜;唐中華;吉亮亮;蘇曉東;

浮法超白玻璃用晶硅太陽(yáng)能電池蓋板的研究    杜勇;李釗;

硅太陽(yáng)能電池在1319nm激光輻照下的熱激發(fā)載流子效應(yīng):一種對(duì)能量低于禁帶寬度光子的響應(yīng)研究    江天;

統(tǒng)計(jì)制程控制在硅太陽(yáng)能制造中的應(yīng)用    高傳樓;

環(huán)保型硅太陽(yáng)能電池背場(chǎng)鋁漿的研究進(jìn)展    付明;丁驍;范琳;

斜入射下金屬納米顆粒對(duì)硅太陽(yáng)能電池吸收增益的研究    夏子奐;

雜質(zhì)對(duì)晶體硅太陽(yáng)電池性能的影響    勵(lì)旭東;席珍強(qiáng);

P型摻硼單晶硅太陽(yáng)電池和組件早期光致衰減問(wèn)題的研究    張光春;陳如龍;溫建軍;周豪浩;孫世龍;李劍;蔣仙;施正榮;

快速熱處理?xiàng)l件下Cu沾污對(duì)多晶硅少子壽命的影響    李曉強(qiáng);楊德仁;汪雷;闕端麟;

熱處理對(duì)晶體硅電池PECVD a-SiNx:H薄膜氫鈍化效果的影響    張高潔;班群;王栩生;王景霄;宋登元;

“英利”N型單晶硅太陽(yáng)能電池技術(shù)達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平    信國(guó)安　王炳洋

單晶硅太陽(yáng)能電池基地奠基    記者 黃瑩　通訊員 胡沛 馮濤 徐文婷

在漢生產(chǎn)單晶硅太陽(yáng)能電池    記者 嚴(yán)運(yùn)濤　通訊員 胡沛 馮濤 徐文婷

全省最大高效晶硅太陽(yáng)能電池項(xiàng)目落戶(hù)清流    魏永富

晶澳成全球最大晶體硅太陽(yáng)能電池片供應(yīng)商    通訊員 段同剛　記者 蔡計(jì)鎖

英利N型硅太陽(yáng)能電池技術(shù)實(shí)現(xiàn)新突破    記者 劉飛

單晶硅太陽(yáng)能電池片蕪湖問(wèn)世    記者 沈?qū)m石　通訊員 王賢志

晶澳躍升全球最大晶體硅太陽(yáng)能電池廠(chǎng)商    通訊員 段同剛　高琴偉 記者 鄭惠華

鄂旗又一重大項(xiàng)目獲自治區(qū)立項(xiàng)備案    格日樂(lè)其其格

超日太陽(yáng)兩項(xiàng)目試產(chǎn)成功達(dá)產(chǎn)后公司業(yè)績(jī)將暴增    記者 劉相華

多晶硅太陽(yáng)電池新腐蝕液的研究及其應(yīng)用    劉志剛

中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究    李曉剛

晶體硅太陽(yáng)電池及其電子輻照研究    劉祖明

低溫液相法制備三元硫?qū)侔雽?dǎo)體薄膜的研究    石勇

光伏硅晶材料的熱改性研究    周潘兵

晶體硅太陽(yáng)電池中的光衰減研究    陳鵬

新型陽(yáng)極短路環(huán)GTO晶閘管    張昌利

多孔硅的光電性能研究    趙岳

摻鍺直拉硅中的雜質(zhì)缺陷及其光伏應(yīng)用研究    朱鑫

等離子體浸沒(méi)離子注入系統(tǒng)及其應(yīng)用研究    劉杰

磷漿法制備選擇性發(fā)射極單晶硅太陽(yáng)能電池的研究    韓允

多晶硅太陽(yáng)能電池預(yù)處理及退火工藝研究    張鵬

單晶硅太陽(yáng)能電池生產(chǎn)工藝的研究    王瑤

高效多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝研究    吳昊

背面拋光及鈍化多晶硅太陽(yáng)能電池研究    賀強(qiáng)

氟基容性耦合等離子體診斷以及在多晶硅太陽(yáng)能電池制絨中的應(yīng)用研究    鄒帥

腐蝕法制備選擇性發(fā)射極單晶硅太陽(yáng)能電池的研究    海博

單晶硅太陽(yáng)能電池效率進(jìn)一步提高探索    游金釧

晶體硅太陽(yáng)能電池絲網(wǎng)印刷工藝優(yōu)化的研究    李棟才

單晶硅太陽(yáng)能電池表面制絨新方法研究    孫林鋒