晶體硅材料的機械性能及相關(guān)太陽電池工藝的研究.pdf

1、光伏發(fā)電技術(shù)是解決能源危機的有效途徑之一，而用于光伏發(fā)電的太陽電池目前大多數(shù)是由晶體硅材料制備的。在硅太陽電池的成本中，硅材料占據(jù)很大的比例。由于降低成本的要求，晶硅太陽電池正朝著薄片化趨勢發(fā)展。但是，隨著硅片厚度的減薄，機械性能弱化，破碎率提高，電池片彎曲嚴重，這將嚴重影響太陽電池的成品率。因此，研究晶體硅材料的機械性能并采取合適的工藝來減小硅片機械強度的降低是目前國際光伏界關(guān)注的熱點之一。
　　 本論文立足于晶體硅材料的機械

2、性能，主要研究內(nèi)容如下：
　　 (1)研究鍺摻雜對鑄造多晶硅材料的室溫斷裂強度的影響，并分析了其機理。結(jié)果表明鍺雜質(zhì)能夠顯著提高鑄造多晶硅的機械性能，在損傷層完全去除的情況下，摻鍺多晶硅的斷裂強度比普通多晶硅提高16-21％；在磷擴散后摻鍺硅片的斷裂強度仍高于普通樣品。因此，高強度的摻鍺多晶硅在將來薄片太陽電池上具有很好的應(yīng)用前景。
　　 (2)研究了高溫下多晶硅中位錯滑移與晶界的相互作用關(guān)系，初步探討了晶界對機械性能的

3、影響行為。結(jié)果表明晶界具有阻止位錯滑移的作用，位錯滑移到晶界時很難穿越晶界壁壘。而晶界本身對材料的楊氏模量和硬度等機械性能參數(shù)具有負面影響，晶界處的楊氏模量與硬度均小于晶粒內(nèi)。
　　 (3)研究了太陽電池工藝中硅材料機械性能的演變，以及采用合理的太陽電池背電極花樣來提高其機械性能。結(jié)果表明，在太陽電池的制備工藝中，損傷層的去除、絨面制備以及氮化硅減反射層的生長都有利于提高前段工序后的斷裂強度，而磷擴散和前后電極與鋁背場的印刷與燒