磷浆法制备选择性发射极单晶硅太阳能电池的研究

【摘要】：当今社会,随着环境污染、能源危机等问题的凸显,洁净的太阳能利用被提上日程。在目前的太阳能电池生产领域,晶硅电池仍然占据着主要市场。与此同时,晶体硅电池生产的高成本又限制了其进一步大规模应用。虽然目前晶体硅太阳电池工艺流程简单,大规模生产容易实现。但是在扩散和丝网印刷两道工序相互制约：扩散为了减少载流子复合,通常要求低掺杂；而丝网印刷为了形成良好的欧姆接触,要求重掺杂；因此要求达到扩散后表面薄层电阻为45Ω/(?)左右的重掺杂,限制了太阳电池的光电转换效率。 本研究改变了常规的单晶硅太阳能电池生产工艺,制备了选择性发射极太阳能电池。主要方法是在扩散之前,在电极区域印刷一层磷浆,然后用磷浆作为磷源对电极区域进行重扩散；与此同时,在非电极区域采用POC13作为磷源轻扩散。以此方法制备了选择性发射极高效太阳能电池,并且与常规工艺电池片进行对比测试。经过测试,转换效率比常规工艺电池片要高0.6%。论文的主要研究工作概括如下： 1、对太阳能电池的原理进行介绍,主要从结构、模型和参数进行分析,并且介绍目前单晶硅太阳能电池生产工艺和设备。 2、对选择性发射极的提出、原理和实现方法进行研究。根据各个方式对比,选择了一种容易实现的磷浆法,并且研究了磷浆法选择性发射极电池的制备流程。 3、根据实验步骤,对制备的选择性发射极电池和常规电池进行测试和分析,通过对比,验证了选择性发射极电池的优势,达到了预期的效果。 【关键词】：太阳能电池 选择性发射极 磷浆 转换效率
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 致谢6-7
• 中文摘要7-8
• ABSTRACT8-10
• 序10-13
• 1 绪论13-19
• 1.1 前言13-14
• 1.2 太阳能电池的应用14-16
• 1.3 太阳能电池的发展现状16-18
• 1.4 论文主要内容18-19
• 2 单晶硅太阳能电池产业研究19-31
• 2.1 太阳能电池的基本理论19-23
• 2.1.1 太阳能电池的原理19-21
• 2.1.2 太阳能电池的等效电路图21-22
• 2.1.3 太阳能电池的参数及意义22-23
• 2.2 单晶硅太阳能电池生产工艺23-29
• 2.3 单晶硅太阳能电池生产设备29-31
• 3 磷浆法选择性发射极太阳能电池的制备31-43
• 3.1 选择性发射极电池知识31-35
• 3.1.1 选择性发射极电池的提出31-32
• 3.1.2 选择性发射极电池的原理32-33
• 3.1.3 选择性发射极电池的优势33
• 3.1.4 选择性发射极电池的实现方法33-35
• 3.2 磷浆法制备流程35-37
• 3.3 磷浆法制备的实验流程37-43
• 3.3.1 实验方案的确定和清洗制绒37-38
• 3.3.2 丝网印刷高浓度磷浆38-40
• 3.3.3 高温扩散制备选择性发射极40-41
• 3.3.4 刻蚀和PECVD镀膜41
• 3.3.5 丝网印刷正负电极41-43
• 4 实验的测试结果及分析43-56
• 4.1 磷浆印刷特性的测试与分析43-45
• 4.1.1 磷浆印刷前后的增重和表面形貌43-44
• 4.1.2 磷浆印刷后、烘干后和扩散后的线宽对比44-45
• 4.2 扩散后电性能的测试45-51
• 4.2.1 方块电阻的含义和测试原理45-47
• 4.2.2 扩散后电池的方阻扫描47-48
• 4.2.3 两组实验片的方阻、极差对比48-49
• 4.2.4 少子寿命含义和测试原理49-50
• 4.2.5 少子寿命测试结果分析50-51
• 4.3 丝网印刷正电极细栅线宽度和高度分析51-52
• 4.4 测试结果的对比和分析52-56
• 4.4.1 磷浆电池与常规电池开压、短流、填充的对比和分析52-53
• 4.4.2 磷浆电池与常规电池内量子效率的对比和分析53-54
• 4.4.3 磷浆电池与常规电池转换效率的对比和分析54-56
• 5 结论56-58
• 参考文献58-60
• 作者简历60-62
• 学位论文数据集62

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