溶膠凝膠Al-,2-O-,3-薄膜鈍化p型硅特性研究.pdf

1、目前,晶硅電池占據(jù)著光伏市場的主導(dǎo)地位。晶體硅鈍化技術(shù)是提高太陽電池轉(zhuǎn)化效率的重要手段。傳統(tǒng)的全Al背場背面鈍化方法已經(jīng)不適應(yīng)薄的晶體硅太陽電池,而且隨著n型電池的研究發(fā)展,需要尋找合適的技術(shù)工藝鈍化p型晶體硅。研究發(fā)現(xiàn),Al2O3薄膜固定負電荷密度高達1012-1013cm-2,對p型晶體硅有很好的鈍化效果。目前國際上主要研究用原子層沉積技術(shù)(ALD)制備AL2O3薄膜鈍化晶體硅,取得了很好的效果。但是受成本和產(chǎn)量限制,不能大規(guī)模生產(chǎn)

2、。溶膠凝膠法具有設(shè)備簡單、工藝易于控制、制品純度和均勻度高等優(yōu)點,在成本上更有優(yōu)勢。
　　 本文用溶膠凝膠法制備Al2O3薄膜,采用測量少子壽命的變化情況來表征鈍化特性。重點研究退火溫度、退火時間、退火氣氛對.Al2O3薄膜鈍化特性的影響規(guī)律,以及對不同摻雜濃度的P型晶體硅的鈍化效果。得到以下結(jié)論:
　　 1.溶膠劑、溶液的pH值、反應(yīng)溫度和加水量對成膠特性有很大影響。本實驗以HNO3作為溶膠劑,水解溫度85-90℃,溶

3、液的pH控制在4.4～4.6,H2O:Al(OC3H7)3的初始量比值為70-80ml/g時,所制得的膠體穩(wěn)定、透明。
　　 2.使用溶膠凝膠法制備的Al2O3薄膜經(jīng)過適當?shù)耐嘶鹛幚砗?由于Al離子的重新分布形成的鍵合結(jié)構(gòu)使得薄膜帶有大量負電荷,能產(chǎn)生明顯的場鈍化效應(yīng)。在450-500℃之間,Al2O3薄膜的鈍化效果發(fā)生躍變,而且在空氣中退火要優(yōu)于在N2中退火。
　　 3.Al2O3薄膜在高溫退火后,其Al離子重新分布形

4、成的鍵合結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,在常溫下會發(fā)生變化,使得薄膜的荷電也隨之減少,在N2氣氛退火的衰減速度和在空氣中退火的基本一致。而隨著退火時間的增加和薄膜厚度的增加,薄膜鈍化效果的穩(wěn)定性會明顯提高。
　　 4.經(jīng)過電暈電荷測試,溶膠凝膠法制備的Al2O3薄膜固定負電荷密度約為2×1012cm-2,表面復(fù)合速率約為2cm/s。
　　 5.Al2O3薄膜對摻雜濃度大的p型硅片的鈍化效果不夠理想。Al2O3薄膜對n型電池的p+型發(fā)射極有比