多晶硅太阳能电池片SE工艺优化的研究

【摘要】：太阳能是一种清洁无污染的可再生能源,对缓解能源危机和日益严重的环境污染具有十分重要的意义。最近几年,太阳能电池的产量以前所未有的速度增长,其中多晶硅太阳能电池又占据了主要市场。常规多晶太阳能电池效率受到电池结构影响,导致在产业化生产中效率低,成本高。新型多晶硅太阳能电池结构选择性发射极(SE)的应用,对于提升转换效率和降低成本的意义重大。 本文主要从以下几个方面开展研究工作： (1)对太阳能电池的基本概念进行了解后,并对多晶硅太阳能电池SE技术的原理、物理模型、结构参数和性能进行了深入研究。 (2)常规多晶硅太阳能电池结构受扩散表面浓度和结深影响：扩散要求低掺杂以减少载流子复合,但低掺杂后,接触电阻增加,难以形成良好的欧姆接触；因此限制了多晶硅太阳能电池的转换效率。选择性发射极(SE)技术在电极接触区域进行重掺杂,而在光照区域进行低掺杂,能较好的解决转换效率的问题。 (3)本文提出了一些后续选择性发射极工艺的优化和发展方向,希望进一步提升转换效率,减低制造成本,早日实现清洁能源的广泛应用。 本论文通过对多晶硅太阳能电池片SE工艺优化的研究,优化了工业制程中的工艺参数,使得多晶硅太阳能电池片的光电转换效率提高约0.6%,达到17.6%;多晶硅电池片的单片生产成本下降约5%。 【关键词】：多晶硅 太阳能电池 选择性发射极 SE 重掺杂 湿法刻蚀
【学位授予单位】：中国科学院大学（工程管理与信息技术学院）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 太阳能电池的研究背景与意义10-12
• 1.2 晶硅太阳能电池的发展12-13
• 1.3 国内外太阳能光伏行业SE工艺发展13-18
• 1.4 本论文研究目的、内容和意义18-20
• 第二章 多晶硅太阳能电池的技术理论研究20-36
• 2.1 太阳能电池简介20-22
• 2.2 太阳辐射22-25
• 2.3 光学吸收25
• 2.4 太阳能电池基本原理25-29
• 2.4.1 理想转换效率25-28
• 2.4.2 实际转换效率28-29
• 2.5 选择性发射极太阳能电池29-35
• 2.5.1 常规太阳能电池29-30
• 2.5.2 选择性发射极太阳能电池基本概念30-35
• 2.6 结论35-36
• 第三章 多晶硅太阳能电池片SE工艺优化的研究36-64
• 3.1 酸制绒工艺与多晶SE相结合的工艺优化研究36-42
• 3.1.1 多晶硅片酸制绒工艺原理36-38
• 3.1.2 降低多晶硅制绒表面反射率和提高绒面均匀性的工艺方法38-40
• 3.1.3 提高绒面均匀性的工艺方法及表征40-42
• 3.2 选择性发射极工艺扩散理论研究42-50
• 3.2.1 扩散理论基础43-46
• 3.2.2 二次扩散工艺对刻蚀后方阻均匀性及串联电阻的影响46-47
• 3.2.3 二次扩散工艺对电池片光电转换效率的影响47-50
• 3.3 选择性发射极的刻蚀优化研究50-58
• 3.3.1 重掺杂区掩膜的分析及优化50
• 3.3.2 影响喷蜡工艺因素50-52
• 3.3.3 影响喷蜡工序中产品碎片率和设备运行率的因素52-55
• 3.3.4 多晶SE技术湿法刻蚀优化方案理论分析55-58
• 3.4 表面减反射工艺优化研究58-62
• 3.4.1 减反射膜的理论分析58-59
• 3.4.2 双层减反射膜对多晶硅太阳能电池片的光电转换率的影响59-60
• 3.4.3 镀膜工艺优化分析60-62
• 3.5 本章小结62-64
• 第四章 测试及应用分析64-72
• 4.1 电池片测试分析64-67
• 4.1.1 测试系统概述64
• 4.1.2 测试数据分析64-66
• 4.1.3 标准测试条件下的典型技术指标66-67
• 4.2 成本分析67-68
• 4.3 应用分析68-72
• 第五章 结论与展望72-74
• 5.1 论文工作总结72-73
• 5.2 未来工作展望73-74
• 参考文献74-78
• 致谢78-80
• 个人简历、在学期间发表的论文与研究成果80-81

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