單晶硅太陽(yáng)電池?cái)U(kuò)散工藝、背面刻蝕及鋁背場(chǎng)工藝的研究.pdf

1、就太陽(yáng)電池制備工藝而言，人們一直致力于傳統(tǒng)工藝的優(yōu)化和新工藝的開發(fā)，希望能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電池轉(zhuǎn)換效率的提高和生產(chǎn)成本的降低?；谶@一點(diǎn)，本文采用Ⅱ類硅片作為原材料，對(duì)目前商用單晶硅太陽(yáng)電池工藝方面做了以下三方面內(nèi)容的研究：?jiǎn)尉Ч杼?yáng)電池的擴(kuò)散工藝、背面刻蝕對(duì)單晶硅太陽(yáng)電池性能的影響和三種不同的鋁背場(chǎng)工藝。
　　 首先，介紹了晶體硅太陽(yáng)電池的基本原理和制造工藝流程；其次，系統(tǒng)研究了各個(gè)擴(kuò)散參數(shù)對(duì)單晶硅太陽(yáng)電池性能的影響；然后，采用離

2、子束刻蝕技術(shù)對(duì)沉積完SiNx減反射膜后的單面擴(kuò)散和雙面擴(kuò)散的硅片背面進(jìn)行刻蝕，刻蝕后電池性能得到改善；最后，闡述了對(duì)單晶硅太陽(yáng)電池鋁背場(chǎng)的研究，其中包括鋁漿燒結(jié)、真空蒸鍍鋁膜燒結(jié)和磁控濺射鋁膜燒結(jié)三種制備方法。
　　 通過對(duì)擴(kuò)散工藝的系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)改變擴(kuò)散參數(shù)后，太陽(yáng)電池的開路電壓Voc和短路電流Isc一般呈現(xiàn)相反的變化趨勢(shì)；得出了本實(shí)驗(yàn)條件下優(yōu)化的擴(kuò)散工藝，此工藝條件既考慮到開路電壓，又兼顧了短路電流，具體工藝參數(shù)如下：擴(kuò)散溫

3、度850℃，主擴(kuò)時(shí)間和再分布時(shí)間分別為40min和15min；此時(shí)電池得到最大的轉(zhuǎn)換效率η為16.4%，電池的開路電壓Voc、短路電流密度Jsc和填充因子FF分別為657mV、33.57mA/cm2和74.36%，以此優(yōu)化擴(kuò)散工藝制備電池的效率較公司原擴(kuò)散工藝電池提高了約0.3%。
　　 對(duì)沉積完SiNx膜后的單面擴(kuò)散和雙面擴(kuò)散的硅片背面進(jìn)行離子束刻蝕后，電池的并聯(lián)電阻Rsh、開路電壓Voc、填充因子FF和轉(zhuǎn)換效率η都得到了提高

4、，提升了電池的性能。對(duì)于Ⅱ類硅片，背面刻蝕以后，雙面擴(kuò)散電池最高轉(zhuǎn)換效率達(dá)到16.4%，比不刻蝕樣品增加了0.68%；而單面擴(kuò)散電池最高效率則為15.99%，比不刻蝕樣品增加0.69%。雙面擴(kuò)散片最高效率值較大的原因是雙面擴(kuò)散的硅片背面磷吸雜效果好于單面擴(kuò)散，在同樣的刻蝕條件下，雙面擴(kuò)散電池片背面去除掉的深能級(jí)雜質(zhì)更多，從而獲得了更高的電池轉(zhuǎn)換效率。
　　 對(duì)于Ⅱ類硅片，在本組實(shí)驗(yàn)條件下，采用鋁漿燒結(jié)制備鋁背場(chǎng)的最佳燒結(jié)溫度為7

5、25℃，此時(shí)電池開路電壓達(dá)到575mV；采用真空蒸鍍和磁控濺射制備鋁膜后燒結(jié)，電池的開路電壓隨燒結(jié)溫度的升高而增大，真空蒸鍍鋁膜最好的燒結(jié)溫度是850℃，此時(shí)電池的轉(zhuǎn)換效率最高，為14.66%，開路電壓也有582mV，繼續(xù)升高燒結(jié)溫度到900℃，雖然開路電壓提高到了590mV，但是電池的轉(zhuǎn)換效率卻降低到了14.45%；磁控濺射制備鋁膜后，當(dāng)燒結(jié)溫度為900℃時(shí)，得到了電池的最大開路電壓，為586mV；而鋁膜的燒結(jié)溫度要高于鋁漿，則是因?yàn)?/p>