多晶硅太陽能電池片絨面化處理增效的研究

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時間：2024-08-18 22:18:11

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多晶硅太陽能電池片絨面化處理增效的研究【摘要】：能源是人類社會向前發(fā)展的基礎,環(huán)境是人類可持續(xù)發(fā)展的必要條件。太陽能光伏發(fā)電作為一種重要的清潔新能源,越來越引起人們的關(guān)注。最近幾年

【摘要】： 能源是人類社會向前發(fā)展的基礎,環(huán)境是人類可持續(xù)發(fā)展的必要條件。太陽能光伏發(fā)電作為一種重要的清潔新能源,越來越引起人們的關(guān)注。最近幾年,太陽能電池的產(chǎn)量以前所未有的速度增長,其中多晶硅太陽能電池占據(jù)市場的53%。在晶體硅電池制造工藝中,酸液刻蝕技術(shù)越來越多的應用于多晶硅太陽電池工業(yè)化生產(chǎn)。但一般酸液刻蝕表面減反射效果尚不理想,而且其自催化性使其在應用過程中出現(xiàn)可控性差、重復性差等問題。本文圍繞多晶硅表面酸刻蝕處理技術(shù)的改進開展初步研究。我們首先詳細研究了HF/HNO_3/H_2O系統(tǒng)制備太陽能級多晶硅片表面減反射面的一些規(guī)律。研究了不同溶液配比、溫度、水的添加對刻蝕速率的影響規(guī)律,不同階段的刻蝕形貌及其對應的反射率特性。結(jié)果表明:HF(40%):HNO_3(70%)的體積比為99:1～94:6(富HF)情況,或者HF(40%):HNO_3(70%)的體積比10:90～5:95(富HNO_3)情況下,;溫度控制在0～20℃;水的添加能使刻蝕速率滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需要。在HF(40%):HNO_3(70%):H_2O=24:1:5(vol),室溫下制備出的多晶硅片減反射面,其平均反射率達到最低,12%,并且刻蝕速率為10μm/min左右,符合工業(yè)化生產(chǎn)要求。其次,研究了添加物理輔助手段——超聲波的應用來優(yōu)化了HF/HNO_3系統(tǒng),并詳細研究了超聲波的加入對刻蝕速率的影響以及對表面形貌和反射率效果的影響。超聲波的加入能使HF/HNO_3系統(tǒng)對多晶硅片的刻蝕速率進一步降低,達到5μm/min,同時有利于多晶硅表面微粗糙度的形成,所制備的多晶硅絨面平均反射率達到了3.5%。再者,本論文提出了一個新的刻蝕體系——紫外輻照下的HF/HBr——來制備多晶硅片的減反射面。用正交實驗法研究了新型刻蝕體系中各成分對刻蝕速率的影響,重點研究了影響力最大的HF的添加量對刻蝕速率的影響。并進一步研究了最佳配比下不同階段的刻蝕形貌及制備出的反射率特性情況。新系統(tǒng)制得的多晶硅片減反射面,其平均反射率最低達到5%,刻蝕速率為12μm/h,反應穩(wěn)定,易于控制,有一定的工業(yè)應用前景。最后,本文提出了一些后續(xù)工作的建議,希望刻蝕體系的進一步優(yōu)化能使其早日應用于太陽能多晶硅片減反射面制備的工業(yè)化生產(chǎn)。 【關(guān)鍵詞】：多晶硅 減反射 酸刻蝕 超聲波 HF/HBr
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

摘要3-4
ABSTRACT4-8
第1章引言8-19
1.1 太陽能電池研究的意義及其發(fā)展趨勢8-10
1.2 晶體硅太陽能電池新技術(shù)的發(fā)展情況10-11
1.3 從硅太陽能電池發(fā)展趨勢看硅片表面絨面化處理研究的意義11-12
1.4 多晶硅太陽電池絨面制備技術(shù)12-17
1.4.1 機械刻槽工藝13-14
1.4.2 反應離子刻蝕技術(shù)14
1.4.3 濕法腐蝕14-17
1.5 本文研究的主要內(nèi)容17-19
第2章多晶硅片在HF/HNO_3/H_2O體系中的刻蝕研究19-33
2.1 引言19
2.2 國內(nèi)外對硅晶體表面在HF/HNO_3/H_2O等酸性體系中的刻蝕機理與動力學研究19-23
2.3 實驗方法23-25
2.4 實驗結(jié)果與討論25-32
2.4.1 刻蝕速率25-28
2.4.2 表面形貌28-30
2.4.3 反射率30-32
2.5 本章小結(jié)32-33
第3章超聲波輔助酸刻蝕法制備多晶硅減反射絨面33-41
3.1 引言33
3.2 實驗方法33-35
3.3 實驗結(jié)果和討論35-40
3.3.1 刻蝕速率35-36
3.3.2 表面形貌36-38
3.3.3 反射特性38-40
3.4 本章小結(jié)40-41
第4章多晶硅片紫外線輻照增強酸腐蝕研究41-55
4.1 引言41
4.2 實驗方法41-46
4.2.1 正交實驗43-44
4.2.2 紫外輻照下的HF/HBr體系實驗44-46
4.3 實驗結(jié)果與討論46-53
4.3.1 正交實驗結(jié)果與討論46-49
4.3.2 腐蝕速率49
4.3.3 表面形貌49-52
4.3.4 反射特性52-53
4.4 本章小結(jié)53-55
第5章總結(jié)與展望55-58
5.1 研究結(jié)論55-56
5.2 本文創(chuàng)新點56
5.3 對多晶硅表面減反射技術(shù)研究與發(fā)展的展望56-58
致謝58-59
參考文獻59-64
攻讀學位期間的研究成果64

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