黑硅太陽能電池表面織構(gòu)化研究.pdf

1、多晶硅雖然含硅量少、制作成本低廉，但其表面反射率高達(dá)30％左右，在經(jīng)過HF/HNO3混合液酸制絨和沉積氮化硅減反膜后的表面反射率仍然高達(dá)22％左右，表面反射率高和短波響應(yīng)差是制約多晶硅太陽能電池效率提升的主要因素。本文利用等離子體浸沒離子注入(Plasma immersion ion implantation)系統(tǒng)在多晶硅襯底上制備了具有織構(gòu)化表面的“黑硅”——由于肉眼觀察硅片表面成黑色而命名。在該襯底上制備的黑硅太陽能電池能夠有效改善

2、常規(guī)酸制絨太陽能電池反射率高和短波效應(yīng)差的缺點。本文所做工作圍繞在如何降低表面反射率的同時減少表面復(fù)合速度，主要進(jìn)行了以下兩方面的工作:
　　1、利用等離子體浸沒注入離子系統(tǒng)在P型多晶硅襯底上制備了不同結(jié)構(gòu)深度的黑硅，并研究結(jié)構(gòu)深度對太陽能電池的性能的影響。結(jié)果表明:隨著結(jié)構(gòu)深度的加大，反射率下降的同時表面復(fù)合作用也在增強。當(dāng)織構(gòu)化結(jié)構(gòu)深度約為200nm時，二者作用達(dá)到某個平衡點，對應(yīng)黑硅太陽能電池效率最高，為15.54％，此時所

3、對應(yīng)的黑硅制備參數(shù)如下:SF6/O2流量比為150/50（單位為sccm），負(fù)脈沖偏壓為-500V，反應(yīng)時間為5min，射頻功率為900W。
　　此外，為進(jìn)一步探究黑硅太陽能電池效率低下的原因，文中選取實驗中效率最高的黑硅與拋光硅片、常規(guī)酸制絨硅片及其器件的性能進(jìn)行了對比，發(fā)現(xiàn)由于黑硅和常規(guī)多晶硅表面織構(gòu)化結(jié)構(gòu)的差異，使其未能很好地與常規(guī)太陽能電池制備工序的工藝參數(shù)相匹配。
　　2、利用等離子體浸沒注入離子系統(tǒng)在P型多晶硅襯

4、底上制備黑硅后，研究對其進(jìn)行干、濕法去損工藝處理后對黑硅太陽能電池性能的影響。文中首先研究了利用HF/HNO3溶液濕法去損的工藝原理，并在探索出最佳濕法去損條件為:HF∶HNO3∶ H2O=100∶2000∶1750，腐蝕時間為30s。對黑硅進(jìn)行干法或濕法去損工藝處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不但離子轟擊造成的損傷層被去除，而且織構(gòu)化結(jié)構(gòu)表面變得更加平滑。相對于未去損器件，經(jīng)過干、濕法去損工藝器件的開路電壓和短路電流均有所提高，光電轉(zhuǎn)換效率分別提升了0