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晶体硅太阳电池制绒新工艺研究

作　者: 吕肖前
导　师: 孟凡英
学　校: 上海交通大学
专　业: 光学工程
关键词: 晶体硅太阳电池二次腐蚀表面织构
分类号: TM914.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

绒面技术是制造高效太阳电池的关键技术之一。有效的绒面结构可以提高短路电流,有助于提高太阳能电池性能。本文首先详细研究了硅片在HF/HNO3/H2O体系中的腐蚀规律。通过改变腐蚀液配比、温度和时间,研究了腐蚀速率、硅片反射率以及电池输出参量的变化规律。实验发现,腐蚀速率随着HF/HNO3/H2O体系中HF含量的增加而先增大后减小,随着温度升高而增大。在反射率方面,HF: HNO3 = 3:1时硅片反射率最低,但经过PECVD镀减反射膜后相对于其他腐蚀条件制备的硅片,优势略有减少。电池输出参量方面,HF: HNO3 = 3:1组效率较低,而反射率相对稍高的HF: HNO3 = 1: 5组电池效率最高。根据对硅片在HF/HNO3/H2O体系中的腐蚀规律的研究,本文提出了与常规生产工艺不同的二次酸腐蚀的新型制绒方法,即首先在富HNO3腐蚀液中对硅片进行一次腐蚀,之后在富HF腐蚀液中进行二次腐蚀,以优化表面织构,减少光在硅表面的反射损失。制绒后用扫描电子显微镜(SEM)对硅片进行了表面形貌分析,并用Carry 5000紫外-可见-近红外分光光度计测量反射谱线,得到未镀减反射膜的二次腐蚀制绒的最低反射率为20.34%,比一次腐蚀制绒(22.70%)低2.36%。此外,将二次腐蚀新工艺应用于太阳电池工业制备中,对电池输出参量进行检测分析。结果表明,经过二次腐蚀工艺处理的太阳电池开路电压、短路电流和效率均比采用一次腐蚀工艺的太阳电池有不同程度的提高,制成的太阳电池最高效率为15.45%。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-16
  1.1 引言  9-10
  1.2 国内外光伏发电产业现状  10-13
  1.3 国内外太阳电池的研究现状.  13-14
  1.4 研究背景及意义.  14-15
  1.5 本文研究内容.  15-16
第二章太阳电池基本原理及制备工艺  16-30
  2.1 太阳电池基本原理.  16-20
    2.1.1 光生伏打效应  16
    2.1.2 太阳电池的工作原理  16-18
    2.1.3 太阳电池的主要性能参数.  18-20
  2.2 晶体硅太阳电池制绒工艺  20-29
    2.2.1 表面处理  20-26
    2.2.2 扩散制结  26
    2.2.3 去边和去背结  26-27
    2.2.4 制作减反射膜  27-28
    2.2.5 印刷电极和烧结  28-29
  2.3 本章小结  29-30
第三章硅片在HF/HNO3/H2O体系中的酸腐蚀研究  30-45
  3.1 硅片在HF/HNO3/H2O体系中的腐蚀机理  30-32
  3.2 各条件对腐蚀反应的影响  32-34
    3.2.1 添加剂  32-33
    3.2.2 硅片表面情况  33
    3.2.3 温度  33
    3.2.4 硅片电阻率  33-34
    3.2.5 搅拌  34
  3.3 硅片在HF/HNO3/H2O体系中的腐蚀实验  34-36
    3.3.1 实验设计  34-35
    3.3.2 实验过程  35-36
  3.4 结果及分析  36-44
    3.4.1 腐蚀速率  36-39
    3.4.2 绒面的光学特性  39-43
    3.4.3 电池的电学特性  43-44
  3.5 本章小结  44-45
第四章多晶硅太阳电池新腐蚀工艺  45-57
  4.1 陷光机理  45-47
  4.2 多晶硅新腐蚀工艺  47-56
    4.2.1 实验设计  47-48
    4.2.2 实验条件  48
    4.2.3 结果和分析  48-56
  4.3 本章小结  56-57
第五章全文总结  57-59
  5.1 主要结论  57-58
  5.2 研究展望  58-59
参考文献  59-62
致谢  62-63
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  63-65

晶体硅太阳电池制绒新工艺研究

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