單晶硅太陽能電池絨面的制備

【摘要】：為了制作高效率的硅太陽能電池,硅片表面的光反射率應(yīng)降到最低。硅片表面形貌充分的降低了硅片表面的反射率。太陽電池的表面反射率是影響太陽電池光轉(zhuǎn)化效率的重要因素之一。利用各向異性腐蝕硅片表面,提高入射光吸收效率,進(jìn)而提高硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。因此硅片表面腐蝕對提高太陽能電池效率具有重要意義。 當(dāng)前國內(nèi)外已有很多人研究單晶硅表面堿溶液的腐蝕,有席珍強(qiáng)等研究的磷酸鈉,有楊志平等研究的硅酸鈉,Nishimoto等報(bào)道的碳酸鈉,碳酸氫鈉的混合液,You等報(bào)道的TMAH(四甲基氫氧化氨)溶液等,但實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性差,同時(shí)存在有機(jī)物成本高、污染大的缺點(diǎn)。而對于多晶硅則是采用酸腐蝕液刻蝕硅片表面,只是溶液的配比不同以及反應(yīng)條件不一樣。因此,硅片表面腐蝕的研究已經(jīng)引起了人們的高度重視。 本論文主要通過改變添加劑異丙醇溶液的濃度,研究其對單晶硅片表面形貌的影響,發(fā)現(xiàn)異丙醇溶液作為氫氧化鈉刻蝕溶液的添加劑,對晶體硅太陽能電池表面腐蝕制絨非常重要。在氫氧化鈉-異丙醇混合液中加入不同濃度的硅酸鈉、醋酸鈉和碳酸鈉溶液對單晶硅表而形貌的影響,以及單獨(dú)使用醋酸鈉溶液刻蝕單晶硅片所形成的絨面及其對反射率的影響。主要的工作總結(jié)如下： (1)對晶向?yàn)?00的p型單晶硅片進(jìn)行表面刻蝕,制作減反射絨面。實(shí)驗(yàn)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的氫氧化鈉溶液分別和不同濃度的異丙醇溶液,在溫度為80。C,時(shí)間為40min的條件下對單晶硅片進(jìn)行刻蝕。實(shí)驗(yàn)顯示,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的異丙醇溶液刻蝕的硅片表面形貌最好,并在波長為700-900nm之間能夠獲得較低的反射率,且最佳反射率為10.42%。在上述實(shí)驗(yàn)條件下再分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、0.3%的碳酸鈉溶液,單晶硅片表面分別獲得反射率為11.22%、14.27%的減反射絨面。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的碳酸鈉溶液的加入對其制作絨面的反射率影響不太大,而質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%的碳酸鈉溶液的加入則提高了制作絨面的反射率,反而不利于絨面的形成。 (2)根據(jù)采用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化單晶硅太陽電池表面織構(gòu)化工藝所得出刻蝕的最優(yōu)理論方案,并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。最優(yōu)理論方案是：氫氧化鈉1.5%,異丙醇5%,溫度85℃,時(shí)間25min,硅酸鈉4%,得出最佳絨面反射率是11.07%。通過用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其理論,得到最佳絨面反射率是12.98%,此實(shí)驗(yàn)在誤差允許的范圍內(nèi)與理論基本相符。此外,在氫氧化鈉為3%,異丙醇為8%,溫度為80℃,時(shí)間為40min條件下,分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%、0.5%的硅酸鈉溶液,發(fā)現(xiàn)其都能獲得均勻的減反射絨面,且通過與未加入硅酸鈉溶液所制作的絨面的表面形貌比較發(fā)現(xiàn),硅酸鈉的存在為反應(yīng)提供了更多的起始點(diǎn),所制作的絨面排列更為緊密。只不過0.5%的硅酸鈉溶液比0.3%的硅酸鈉溶液更能為反應(yīng)提供更多的成核起點(diǎn),排列更為緊密。 (3)對晶向?yàn)?00的p型單晶硅片進(jìn)行表面刻蝕,制作減反射絨面。本實(shí)驗(yàn)選用了一種新型的腐蝕劑,即醋酸鈉(CH3COONa)溶液,用來腐蝕單晶硅太陽電池。實(shí)驗(yàn)中通過分別改變醋酸鈉溶液的濃度、溫度以及腐蝕時(shí)間對硅片表面進(jìn)行腐蝕。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),通過醋酸鈉溶液的腐蝕后在硅片表面形成腐蝕坑大小適中、分布均勻的絨面結(jié)構(gòu)。在醋酸鈉溶液的濃度為20%,溫度為95。C,時(shí)間為40min的條件下腐蝕單晶硅片,在波長為700-1000nm之間獲得較低的平均表面反射率,且最佳平均反射率為12.14%。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果和成本因素考慮,這種腐蝕劑的成本很低,不易污染環(huán)境且重復(fù)性好,有利于大規(guī)模工業(yè)化制絨。 (4)對晶向?yàn)?00的p型單晶硅片進(jìn)行表面刻蝕,制作減反射絨面。本實(shí)驗(yàn)是在傳統(tǒng)氫氧化鈉-異丙醇混合液中分別加入不同濃度的醋酸鈉溶液、硅酸鈉溶液和碳酸鈉溶液對單晶硅片進(jìn)行刻蝕。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：分別加入醋酸鈉溶液、碳酸鈉溶液并沒有在降低表面反射率方面起到很大作用,而只有加入硅酸鈉溶液降低了表面反射率,有利于形成較好的腐蝕絨面。因此,在傳統(tǒng)氫氧化鈉-異丙醇混合液中添加一定濃度硅酸鈉溶液能夠制備出平均反射率較低的減反射絨面。 【關(guān)鍵詞】：單晶硅 表面形貌 織構(gòu) 反射率 氫氧化鈉 醋酸鈉
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 綜述13-23
• 1.1 太陽能電池研究的意義13-15
• 1.1.1 提高太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的途徑13-14
• 1.1.2 晶體硅太陽能電池的發(fā)展14-15
• 1.2 單晶硅材料15-19
• 1.2.1 硅的基本性質(zhì)15-16
• 1.2.2 硅材料的介紹16-17
• 1.2.3 直拉單晶硅17-18
• 1.2.4 區(qū)熔單晶硅18-19
• 1.3 本學(xué)位論文的主要內(nèi)容19-21
• 參考文獻(xiàn)21-23
• 第二章 各向異性腐蝕法織構(gòu)單晶硅電池絨面的基礎(chǔ)理論23-28
• 2.1 單晶硅電池的絨面結(jié)構(gòu)23-24
• 2.2 各向異性腐蝕原理及腐蝕機(jī)制模型24-25
• 2.3 金字塔絨面減反射效果理論分析模型25-26
• 2.4 絨面制備的工藝流程26
• 2.5 實(shí)驗(yàn)所用試劑及設(shè)備26-27
• 參考文獻(xiàn)27-28
• 第三章 異丙醇溶液對單晶硅太陽能電池表面織構(gòu)化的影響28-34
• 3.1 選題思想28
• 3.2 實(shí)驗(yàn)28
• 3.3 結(jié)果與討論28-33
• 3.3.1 添加異丙醇對單晶硅表面腐蝕的影響29-31
• 3.3.2 加入碳酸鈉溶液對氫氧化鈉-異丙醇混合液制作的絨面的影響31-33
• 參考文獻(xiàn)33-34
• 第四章 單晶硅太陽能電池表而織構(gòu)的正交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證34-39
• 4.1 選題思想34
• 4.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作34
• 4.3 實(shí)驗(yàn)原理34-35
• 4.4 結(jié)果與討論35-37
• 4.4.1 加入硅酸鈉溶液對氫氧化鈉-異丙醇混合液制作的絨面的影響35-37
• 4.5 結(jié)論37-38
• 參考文獻(xiàn)38-39
• 第五章 一種新型腐蝕劑-醋酸鈉溶液對單晶硅太陽電池表面織構(gòu)化的作用39-47
• 5.1 選題思想39
• 5.2 實(shí)驗(yàn)39-40
• 5.3 結(jié)果與討論40-44
• 5.3.1 相同濃度醋酸鈉溶液在同溫度及不同時(shí)間的條件下對單晶硅片的腐蝕40-41
• 5.3.2 不同濃度醋酸鈉溶液在相同時(shí)間及溫度的條件下對單晶硅片表面的腐蝕41-43
• 5.3.3 相同濃度醋酸鈉溶液在相同時(shí)間及不同溫度的條件下對單晶硅片表面的腐蝕43-44
• 5.4 結(jié)論44-46
• 參考文獻(xiàn)46-47
• 第六章 強(qiáng)堿弱酸鹽溶液對單晶硅太陽能電池表面織構(gòu)化的影響47-56
• 6.1 選題思想47
• 6.2 實(shí)驗(yàn)47-48
• 6.3 結(jié)果與討論48-54
• 6.3.1 加入醋酸鈉溶液對氫氧化鈉-異丙醇混合液制作絨面的影響48-50
• 6.3.2 加入硅酸鈉溶液對氫氧化鈉-異丙醇混合液制作的絨面的影響50-52
• 6.3.3 加入碳酸鈉溶液對氫氧化鈉-異丙醇混合液制作的絨面的影響52-54
• 6.4 結(jié)論54-55
• 參考文獻(xiàn)55-56
• 總結(jié)及展望56-58
• 攻讀碩士期間發(fā)表和完成的論文58-59
• 致謝59

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

太陽能驅(qū)動未來(下)    紀(jì)秀磊;

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

太陽能小艇的推進(jìn)裝置    王紹元;

葉綠素與新能源開發(fā)    王春華;

我國太陽能利用研究狀況    

多晶硅太陽能電池    筱軍;

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

TiO_2基太陽能電池研究進(jìn)展    陳云霞;郝江波;何鑫;

采集太陽能(上)——基礎(chǔ)化學(xué)推進(jìn)新型低成本太陽能電池的開發(fā)    

2009年太陽能電池市場重新洗牌已無可避免,挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存    

浮法超白玻璃用晶硅太陽能電池蓋板的研究    杜勇;李釗;

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

絨面技術(shù)在太陽能電池領(lǐng)域中的應(yīng)用    季靜佳;

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

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

絨面腐蝕液中使用化學(xué)添加劑改進(jìn)大批量加工的穩(wěn)定性    張忠文;李景天;李杰慧;劉祖明;高天榮;姚朝暉;

關(guān)于單晶硅各向異性腐蝕機(jī)理的討論    許彥旗;汪義川;季靜佳;施正榮;

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

用于薄膜太陽電池的絨面ZnO透明導(dǎo)電薄膜的研究    薛俊明;陳新亮;李林娜;段苓偉;黃宇;孫建;趙穎;耿新華;

單晶硅制絨液主要成分的濃度分析方法    楊春杰;沈?qū)?蔣紅彬;宋文濤;王栩生;王景霄;

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

“英利”N型單晶硅太陽能電池技術(shù)達(dá)國際領(lǐng)先水平    信國安　王炳洋

單晶硅太陽能電池基地奠基    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能電池項(xiàng)目落戶清流    魏永富

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

單晶硅太陽能電池片蕪湖問世    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能電池廠商    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    格日樂其其格

超日太陽兩項(xiàng)目試產(chǎn)成功達(dá)產(chǎn)后公司業(yè)績將暴增    記者 劉相華

多晶硅太陽電池新腐蝕液的研究及其應(yīng)用    劉志剛

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

低溫液相法制備三元硫?qū)侔雽?dǎo)體薄膜的研究    石勇

基于酞菁銅的太陽能電池的研究    劉一婷

單晶硅太陽能電池表面制絨新方法研究    孫林鋒

單晶硅太陽能電池絨面的制備    王立娟

單晶硅太陽能電池生產(chǎn)工藝的研究    王瑤

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

多晶硅太陽能電池酸腐蝕制絨研究    李世杰

單晶硅太陽能電池表面織構(gòu)制備方法研究    李洪昊

單晶硅太陽能電池效率進(jìn)一步提高探索    游金釧

晶體硅太陽能電池絲網(wǎng)印刷工藝優(yōu)化的研究    李棟才

工業(yè)晶體硅太陽能電池柵線優(yōu)化研究    王慶偉

硅太陽能電池中擊穿機(jī)制的研究    楊臣