具有本征非晶硅層的異質(zhì)結(jié)太陽能電池的研究

【摘要】： Heterojunction with Intrinsic Thin-layer (HIT)結(jié)構(gòu)使得在低溫工藝下制備高性能的太陽能電池成為可能,是目前太陽能電池領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。 本文從HIT電池的效率損失機(jī)制入手,通過制備工藝的改進(jìn)減少相應(yīng)的損失以提高電池性能。首先在HIT電池的背面制備鋁背場,通過工藝優(yōu)化,在燒結(jié)溫度為700℃時制備出有效少子壽命分布均勻,平均值大的樣品,抑制了少數(shù)載流子在硅片背表面的復(fù)合;在制備鋁背場時形成的良好鋁-硅合金有很低的電阻率,作為電池的背電極可以形成良好的歐姆接觸。通過優(yōu)化本征層和n型摻雜層非晶硅薄膜的制備工藝,得到具有較高光學(xué)帶隙的非晶硅薄膜,同時n型摻雜層具有較高的電導(dǎo)率。分別用濕法刻蝕(HF)和干法刻蝕(NH3)對異質(zhì)結(jié)界面進(jìn)行預(yù)處理,可以有效鈍化界面,減少因界面復(fù)合而造成的效率損失。并通過比較得出,干法刻蝕具有更好的鈍化效果。最后在單晶硅襯底表面制備出形狀規(guī)則、大小均勻的金字塔型絨面結(jié)構(gòu),使表面反射率從最初的35.9%降低到10.9%,增加了電池對光的吸收。通過以上工藝的優(yōu)化,減少了HIT電池的光學(xué)損失和電學(xué)損失,使電池整體性能得以提高。 除此之外,本文在實驗過程中,對各階段的優(yōu)化工藝均制備一塊HIT電池樣品,經(jīng)過系統(tǒng)比較,得出本文最終的制備HIT太陽能電池的優(yōu)化工藝,并對工藝的進(jìn)一步優(yōu)化提出了改進(jìn)方案。 【關(guān)鍵詞】：HIT太陽能電池 鋁背場 氫化非晶硅薄膜 界面鈍化 絨面結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 人類面臨的能源問題8
• 1.2 太陽能的優(yōu)勢8-9
• 1.3 太陽能電池的研究與發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.4 HIT 太陽能電池的研究與發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容13-15
• 2 HIT 太陽能電池理論基礎(chǔ)15-20
• 2.1 HIT 太陽能電池工作原理15
• 2.2 HIT 太陽能電池的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)15-17
• 2.3 HIT 太陽能電池的主要性能指標(biāo)17-20
• 3 用于HIT 太陽能電池的鋁背場的研究20-31
• 3.1 表面鈍化工藝原理20-23
• 3.2 鋁背場的形成機(jī)理和制備方法23-25
• 3.3 少數(shù)載流子壽命測量25
• 3.4 實驗25-27
• 3.5 結(jié)果和討論27-31
• 4 非晶硅薄膜的制備工藝研究31-49
• 4.1 非晶硅薄膜31-34
• 4.2 PECVD 沉積非晶硅薄膜34-38
• 4.3 本征a-Si:H 薄膜38
• 4.4 n 型發(fā)射極薄膜38-39
• 4.5 實驗和結(jié)果39-48
• 4.6 結(jié)論48-49
• 5 異質(zhì)結(jié)界面鈍化和腐蝕工藝的研究49-59
• 5.1 非晶硅/單晶硅異質(zhì)結(jié)界面鈍化處理49-50
• 5.2 異質(zhì)結(jié)界面絨面結(jié)構(gòu)的研究50-53
• 5.3 實驗和結(jié)果53-58
• 5.4 結(jié)論58-59
• 6 總結(jié)59-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 附錄攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及申請的專利66

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