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晶体硅太阳电池表面织构化工艺的研究

作　者: 吴江宏
导　师: 胡社军；王忆
学　校: 五邑大学
专　业: 机械设计及其理论
关键词: 单晶硅表面织构化微观形貌
分类号: TM914.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文依据晶体硅太阳电池的特点,对单晶硅太阳电池制备的关键技术：绒面织构化(绒面制作)、扩散和表面减反膜等做了研究,其中重点对绒面织构化做了系统研究。表面织构化是提高太阳电池效率的重要手段。单晶硅表面织构工艺,目前在工业化生产中还没有统一的工艺,各厂家以及各实验室使用的有所不同。如何判绒面的质量,以及如何实现稳定的工业生产等问题还有待解决。本文研究了以NaOH以及各添加剂为基础的腐蚀液对单晶硅表面的化学腐蚀。碱的浓度对硅片的微观形貌、腐蚀速率、溶液稳定性等方面的有较大影响。NaOH以及各添加剂浓度、反应温度和反应时间的微小变化都会影响硅片表面形貌,因此要保证绒面形貌,必须严格控制各个参数,使之保持在一定的范围并且使各个参数之间匹配。在大批量工业生产中,随着碱的消耗,必然导致溶液浓度的变化,及时调整溶液浓度和反应体系的稳定性是保证工业生产的两个关键问题。微观形貌对电池生产工艺和电池性能有一定的影响。反射率较低的样品,晶体缺陷处和晶界处会被腐蚀得比较深,对清洗、钝化、印刷电极等造成不利影响；反射率较高的样品,有比较平整的表面形貌,但陷光效果不理想。如何兼顾光学性能和电学性能,选择最合适的微观形貌,是制作单晶硅绒面要解决的一个主要问题。本文应用绒面技术工艺,在125mm*125mm的单晶硅片上制作绒面,制得的电池平均短路电流为5.35A,达到了增加硅表面对光吸收的效果,电池效率可以达到17.4%。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-16
  1.1 世界光伏产业现状  8-9
  1.2 太阳电池的应用前景及技术现状  9-10
  1.3 晶体硅太阳电池生产工艺简介  10-11
  1.4 影响太阳电池效率提高的主要因素  11-12
  1.6 课题的研究意义和内容  12-16
第二章晶体硅太阳电池的理论基础  16-36
  2.1 晶体硅电池的工作原理  16-21
    2.1.1 晶体硅太阳电池的工作原理概述  16
    2.1.2 平衡P-N结  16-18
    2.1.3 非平衡P-结  18-20
    2.1.4 光照下的P-N结  20-21
  2.2 太阳电池性能参数  21-24
    2.2.1 短路电流  21-22
    2.2.2 开路电压  22
    2.2.3 填充因子  22-23
    2.2.4 转换效率  23-24
  2.3 太阳电池等效电路和电流电压关系  24-26
  2.4 硅片表面制绒  26-27
  2.5 扩散P-N结  27-30
  2.6 周边刻蚀和去磷硅玻璃  30-32
  2.7 硅片表面镀减反射膜  32-33
  2.8 丝网印刷和烧结  33-36
第三章化学腐蚀法结构单晶硅电池绒面基础理论  36-43
  3.1 硅片制绒的化学反应原理  36-41
    3.1.1 单晶硅电池的绒面制作  36-40
    3.1.2 多晶硅电池的绒面制作  40
    3.1.3 各向同性腐蚀原理  40-41
  3.2 影响制绒的主要因数  41-43
第四章单晶硅绒面制备实验及结果分析  43-59
  4.1 单晶绒面制备及结果分析  43-57
    4.1.1 实验  43-44
    4.1.2 实验结果及讨论  44-56
    4.1.3 结论  56-57
  4.2 单晶绒面在太阳电池中的应用  57-59
第五章结论与展望  59-62
  5.1 结论  59-61
  5.2 未来工作展望  61-62
参考文献  62-64
攻读硕士学位期间发表论文  64-65
致谢  65

晶体硅太阳电池表面织构化工艺的研究

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