背面抛光及钝化多晶硅太阳能电池研究

【摘要】：随着以煤炭、石油、天然气为代表的传统不可再生能源的日益枯竭,太阳能作为一种绿色、清洁、取之不尽用之不竭的新型能源越来越受到人们的重视。其中,多晶硅太阳能电池又是一种商业化程度较高的太阳能利用产品。电池片厂商所关注的重点无不最终落到如何提高电池片的光电转换效率和降低电池片的生产成本上。 本文通过一系列研究旨在从工艺流程和工艺参数两方面给出一套适合工业生产的PERC高效太阳能电池生产的参考工艺方案。主要工作内容如下： 1、创新性的使用TMAH溶液作为多晶硅太阳能电池背面抛光及p-n结去除用腐蚀液,并采用一种新的“正面SiNx掩膜法”工艺,很好的达到了背抛光、去结效果。通过实验探索最优的电池片抛光、去背结预处理参数,以及TMAH溶液腐蚀反应的腐蚀液浓度、水浴反应温度、反应时间、腐蚀厚度等参数。最终制成平均效率高于传统产线0.2%的成品背面抛光、去背结多晶硅太阳能电池片。 2、在考虑工业生产成本与电池片效率提升效果的基础上,选择"PECVD法制备SiON背面钝化薄膜”以及“在线式高速ALD制备A1203背面钝化薄膜”两种方式制成PERC电池片并比较其背面钝化效果。最终利用"PECVD法制备SiON背面钝化薄膜”制成的成品PERC电池片效率相对传统产线有0.12%的提升,利用“在线式高速ALD制备A1203背面钝化薄膜”制成的成品PERC电池片效率基本与传统产线水平相当。通过对数据的分析,验证了两种钝化薄膜的钝化机理,为未来背面抛光、钝化太阳能电池的生产提供了理论与实践参考。 【关键词】：太阳能电池 PERC电池 TMAH 去背结 背面钝化
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.41
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 序8-11
• 1 引言11-17
• 1.1 背面钝化太阳能电池研究目的与意义11-12
• 1.2 PERC电池的原理12-14
• 1.3 背面钝化膜的分类、对比14-16
• 1.4 课题研究的内容16-17
• 2 晶硅太阳电池理论说明17-35
• 2.1 晶硅太阳电池结构17-18
• 2.2 晶硅太阳能电池重要参数18-23
• 2.2.1 短路电流I_(sc)19
• 2.2.2 开路电压V_(oc)19
• 2.2.3 最大输出功率19-20
• 2.2.4 填充因子FF20-21
• 2.2.5 光电转换效率η21
• 2.2.6 少子寿命21-22
• 2.2.7 量子效率22
• 2.2.8 方块电阻22-23
• 2.3 晶体硅太阳能电池制造技术23-34
• 2.4 小结34-35
• 3 测试仪器原理和应用35-43
• 3.1 太阳能电池通用测试设备35-38
• 3.1.1 四探针方阻仪35-36
• 3.1.2 测试分选机36-37
• 3.1.3 电池片EL检测仪37-38
• 3.2 表面形貌测试设备38-41
• 3.2.1 椭偏仪38-39
• 3.2.2 D8积分式反射仪39-40
• 3.2.3 金相光学显微镜40-41
• 3.3 小结41-43
• 4 多晶硅太阳能电池背面去结、抛光工艺研究43-55
• 4.1 工艺描述43
• 4.2 背面去结、抛光工艺43-53
• 4.2.1 背面去结、抛光的意义43-45
• 4.2.2 背面去结、抛光工艺研究45-53
• 4.3 小结53-55
• 5 多晶硅太阳能电池背面钝化研究55-75
• 5.1 背面钝化工艺描述55-56
• 5.2 背钝化薄膜的选择56-57
• 5.3 PECVD法制备SiON背钝化薄膜PERC电池研究57-65
• 5.3.1 薄膜的制备57-58
• 5.3.2 SiON背面钝化PERC电池制造及表征58-64
• 5.3.3 小结64-65
• 5.4 ALD法制备Al_2O_3背钝化薄膜PERC电池研究65-75
• 5.4.1 薄膜的制备65-66
• 5.4.2 Al_2O_3背面钝化PERC电池制造及表征66-73
• 5.4.3 小结73-75
• 6 结论75-77
• 参考文献77-81
• 作者简历81-85
• 学位论文数据集85

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