鋁背發(fā)射極n型太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)與工藝研究.pdf

1、n型晶體硅具有體少子壽命高、無(wú)光致衰減等優(yōu)點(diǎn)，非常適合制作高效低成本太陽(yáng)電池。為了充分發(fā)揮n型晶體硅材料性能上的優(yōu)勢(shì)，本文對(duì)鋁背發(fā)射極n型太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)及其制作工藝進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)去背結(jié)、擴(kuò)散和燒結(jié)等關(guān)鍵工藝進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合精細(xì)印刷和電鍍技術(shù)制作銀電極，在面積為148.6 cm2，體電阻率為3Ωcm的n型Cz硅上制作出效率達(dá)16.4％的鋁背發(fā)射極n型太陽(yáng)電池。
　　 本論文共分成五章：
　　 第一章是引言，主要對(duì)n型晶體硅太

2、陽(yáng)電池的最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。在三種基本結(jié)構(gòu)中，鋁背發(fā)射極太陽(yáng)電池由于結(jié)構(gòu)和工藝都相對(duì)簡(jiǎn)單，因此具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。如何采用大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)制作高轉(zhuǎn)化效率的鋁背發(fā)射極n型太陽(yáng)電池是其面臨的主要問(wèn)題。
　　 第二章對(duì)n型硅片體少子壽命的測(cè)試進(jìn)行研究。通過(guò)PC1D模擬發(fā)現(xiàn)，體少子壽命對(duì)鋁背發(fā)射極n型太陽(yáng)電池性能具有很大影響。因此，準(zhǔn)確測(cè)量n型硅片體少子壽命具有重要意義。為了消除表面復(fù)合對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，對(duì)不同表面鈍化方案進(jìn)行了比較。

3、實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在各種鈍化方式中，10 g/E碘酒的表面鈍化效果最好，但其鈍化性能隨鈍化時(shí)間增長(zhǎng)而變差。利用碘酒進(jìn)行表面鈍化，采用μ-PCD方法測(cè)量的n型Cz硅有效少子壽命超過(guò)400μs。
　　 第三章對(duì)鋁背發(fā)射極太陽(yáng)電池的背表面邊緣漏電及去背結(jié)工藝進(jìn)行研究。通過(guò)Ⅰ-Ⅴ測(cè)試和紅外熱像分析發(fā)現(xiàn)，背表面邊緣漏電對(duì)鋁背發(fā)射極太陽(yáng)電池性能的影響極大。采用HF和NaOH溶液去除背表面n+層可以徹底消除背表面邊緣漏電的問(wèn)題。但是，酸、堿長(zhǎng)時(shí)間浸泡

4、會(huì)導(dǎo)致電池前表面性能惡化。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，確定優(yōu)化的去背結(jié)方案為5％HF浸泡30 s，85℃，20％wtNaOH浸泡30 s。
　　 第四章對(duì)鋁背發(fā)射極太陽(yáng)電池的擴(kuò)散和燒結(jié)工藝進(jìn)行研究。擴(kuò)散、燒結(jié)是形成電池前表面場(chǎng)及背表面p-n結(jié)的關(guān)鍵工序，其工藝條件對(duì)電池性能有重要影響。對(duì)擴(kuò)散工藝的研究發(fā)現(xiàn)，降低前表面擴(kuò)散濃度可以明顯提高短路電流和開(kāi)路電壓，但是前表面摻雜濃度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致串聯(lián)電阻明顯增加，并導(dǎo)致電池性能下降。對(duì)燒結(jié)工藝的研究發(fā)現(xiàn)，背表

5、面形貌對(duì)燒結(jié)效果有明顯影響，背表面為拋光狀態(tài)時(shí)，電池開(kāi)路電壓比背表面為絨面時(shí)高。相同的背表面狀態(tài)下，燒結(jié)溫度越高，網(wǎng)帶速度越慢，電池的開(kāi)路電壓越高。此外，燒結(jié)溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致電池串聯(lián)電阻增大，最優(yōu)的燒結(jié)溫度在880～900℃范圍內(nèi)。
　　 第五章利用優(yōu)化后的工藝制作鋁背發(fā)射極太陽(yáng)電池。采用高方阻漿料，結(jié)合精細(xì)印刷及電鍍技術(shù)制作前電極，成功在低表面摻雜濃度(60Ω/□)的n型Cz硅片上制作出低串聯(lián)電阻的鋁背發(fā)射極n型太陽(yáng)電池，該電池