磷漿法制備選擇性發(fā)射極單晶硅太陽能電池的研究

【摘要】：當(dāng)今社會(huì),隨著環(huán)境污染、能源危機(jī)等問題的凸顯,潔凈的太陽能利用被提上日程。在目前的太陽能電池生產(chǎn)領(lǐng)域,晶硅電池仍然占據(jù)著主要市場。與此同時(shí),晶體硅電池生產(chǎn)的高成本又限制了其進(jìn)一步大規(guī)模應(yīng)用。雖然目前晶體硅太陽電池工藝流程簡單,大規(guī)模生產(chǎn)容易實(shí)現(xiàn)。但是在擴(kuò)散和絲網(wǎng)印刷兩道工序相互制約：擴(kuò)散為了減少載流子復(fù)合,通常要求低摻雜；而絲網(wǎng)印刷為了形成良好的歐姆接觸,要求重?fù)诫s；因此要求達(dá)到擴(kuò)散后表面薄層電阻為45Ω/(?)左右的重?fù)诫s,限制了太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率。 本研究改變了常規(guī)的單晶硅太陽能電池生產(chǎn)工藝,制備了選擇性發(fā)射極太陽能電池。主要方法是在擴(kuò)散之前,在電極區(qū)域印刷一層磷漿,然后用磷漿作為磷源對電極區(qū)域進(jìn)行重?cái)U(kuò)散；與此同時(shí),在非電極區(qū)域采用POC13作為磷源輕擴(kuò)散。以此方法制備了選擇性發(fā)射極高效太陽能電池,并且與常規(guī)工藝電池片進(jìn)行對比測試。經(jīng)過測試,轉(zhuǎn)換效率比常規(guī)工藝電池片要高0.6%。論文的主要研究工作概括如下： 1、對太陽能電池的原理進(jìn)行介紹,主要從結(jié)構(gòu)、模型和參數(shù)進(jìn)行分析,并且介紹目前單晶硅太陽能電池生產(chǎn)工藝和設(shè)備。 2、對選擇性發(fā)射極的提出、原理和實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行研究。根據(jù)各個(gè)方式對比,選擇了一種容易實(shí)現(xiàn)的磷漿法,并且研究了磷漿法選擇性發(fā)射極電池的制備流程。 3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟,對制備的選擇性發(fā)射極電池和常規(guī)電池進(jìn)行測試和分析,通過對比,驗(yàn)證了選擇性發(fā)射極電池的優(yōu)勢,達(dá)到了預(yù)期的效果。 【關(guān)鍵詞】：太陽能電池 選擇性發(fā)射極 磷漿 轉(zhuǎn)換效率
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 致謝6-7
• 中文摘要7-8
• ABSTRACT8-10
• 序10-13
• 1 緒論13-19
• 1.1 前言13-14
• 1.2 太陽能電池的應(yīng)用14-16
• 1.3 太陽能電池的發(fā)展現(xiàn)狀16-18
• 1.4 論文主要內(nèi)容18-19
• 2 單晶硅太陽能電池產(chǎn)業(yè)研究19-31
• 2.1 太陽能電池的基本理論19-23
• 2.1.1 太陽能電池的原理19-21
• 2.1.2 太陽能電池的等效電路圖21-22
• 2.1.3 太陽能電池的參數(shù)及意義22-23
• 2.2 單晶硅太陽能電池生產(chǎn)工藝23-29
• 2.3 單晶硅太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備29-31
• 3 磷漿法選擇性發(fā)射極太陽能電池的制備31-43
• 3.1 選擇性發(fā)射極電池知識31-35
• 3.1.1 選擇性發(fā)射極電池的提出31-32
• 3.1.2 選擇性發(fā)射極電池的原理32-33
• 3.1.3 選擇性發(fā)射極電池的優(yōu)勢33
• 3.1.4 選擇性發(fā)射極電池的實(shí)現(xiàn)方法33-35
• 3.2 磷漿法制備流程35-37
• 3.3 磷漿法制備的實(shí)驗(yàn)流程37-43
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)方案的確定和清洗制絨37-38
• 3.3.2 絲網(wǎng)印刷高濃度磷漿38-40
• 3.3.3 高溫?cái)U(kuò)散制備選擇性發(fā)射極40-41
• 3.3.4 刻蝕和PECVD鍍膜41
• 3.3.5 絲網(wǎng)印刷正負(fù)電極41-43
• 4 實(shí)驗(yàn)的測試結(jié)果及分析43-56
• 4.1 磷漿印刷特性的測試與分析43-45
• 4.1.1 磷漿印刷前后的增重和表面形貌43-44
• 4.1.2 磷漿印刷后、烘干后和擴(kuò)散后的線寬對比44-45
• 4.2 擴(kuò)散后電性能的測試45-51
• 4.2.1 方塊電阻的含義和測試原理45-47
• 4.2.2 擴(kuò)散后電池的方阻掃描47-48
• 4.2.3 兩組實(shí)驗(yàn)片的方阻、極差對比48-49
• 4.2.4 少子壽命含義和測試原理49-50
• 4.2.5 少子壽命測試結(jié)果分析50-51
• 4.3 絲網(wǎng)印刷正電極細(xì)柵線寬度和高度分析51-52
• 4.4 測試結(jié)果的對比和分析52-56
• 4.4.1 磷漿電池與常規(guī)電池開壓、短流、填充的對比和分析52-53
• 4.4.2 磷漿電池與常規(guī)電池內(nèi)量子效率的對比和分析53-54
• 4.4.3 磷漿電池與常規(guī)電池轉(zhuǎn)換效率的對比和分析54-56
• 5 結(jié)論56-58
• 參考文獻(xiàn)58-60
• 作者簡歷60-62
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集62

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