M125硅太阳能电池生产工艺的研究

【摘要】：21世纪以来，环境污染加剧与煤炭、石油等传统能源告急成为了全球关注的热点问题，越来越多的国家都致力于发展可再生能源。在众多的新能源当中，太阳能有着其得天独厚的优势：洁净、充足、可持续发展，已成为经济发展的新动力。根据欧洲光伏工业协会预测，太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源的重要位置，不仅会替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，光伏发电在世界总电力供应中的占比将达到10%以上，2040年这一比例上升至20%以上，到21世纪末，会上升至60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。而太阳能电池的制造是光伏产业的核心，因此太阳能电池市场前景广阔。 本论文介绍单晶硅太阳能电池的材料、外形、应用领域等，讲解了单晶硅太阳能电池的工作原理，并对太阳能电池的电学特性做了模型分析和一些重要电学参数进行了公式推导，还讲解了单晶硅太阳能电池制造过程以及太阳能电池组件及其封装过程。对M125太阳能电池生产的所有工序：制绒、扩散、刻蚀、去磷硅玻璃、PECVD、丝网印刷、烧结的原理以及工艺作了详细讲述。 在制作过程中重点对扩散和丝网印刷作了新的设计与优化，提升扩散的方块电阻，增加副栅线的根数，并将主栅线改为“镂空”设计。测试结果显示，电池片的平均效率超过了18.7%，能提升效率约0.17%，表明依照本文的工艺设计，能得到电性能良好的M125太阳能电池片。 【关键词】：太阳能电池 单晶硅 光伏 工艺
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 绪论13-18
• 1.1 引言13-14
• 1.2 上世纪末与本世纪初的光伏产业的迅猛发展14-15
• 1.3 光伏产业的 2012 年15-17
• 1.4 本文的主要研究内容17-18
• 第2章 太阳能电池及其原理18-26
• 2.1 单晶硅太阳能电池简介18-20
• 2.2 单晶硅太阳能电池的工作原理20-21
• 2.3 太阳能电池的基本特性21-25
• 2.3.1 太阳能电池的极性21
• 2.3.2 太阳能电池的电流-电压特性21-24
• 2.3.3 太阳能电池的光电转换效率与填充因子24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 单晶硅太阳能电池制造与封装26-32
• 3.1 单晶硅片制造成单晶硅太阳能电池片26-28
• 3.1.1 单晶硅片的清洗及制绒26
• 3.1.2 扩散制作 p-n 结26
• 3.1.3 边缘刻蚀26-27
• 3.1.4 去磷硅玻璃（PSG）27
• 3.1.5 制作减反射膜27-28
• 3.1.6 丝网印刷电极28
• 3.1.7 烧结28
• 3.2 太阳能电池片封装成太阳能电池组件28-31
• 3.2.1 太阳能电池组件概述28-30
• 3.2.2 焊接30
• 3.2.3 层压30-31
• 3.2.4 固化31
• 3.3 本章小结31-32
• 第4章 M125 太阳能电池工艺设计及优化32-54
• 4.1 制绒33-36
• 4.1.1 制绒过程及其参数33-34
• 4.1.2 补加与换液34-35
• 4.1.3 检验35-36
• 4.2 扩散制结36-39
• 4.2.1 扩散制结工艺及其参数36-37
• 4.2.2 检验37-38
• 4.2.3 清洗炉管工艺38-39
• 4.3 等离子边缘刻蚀39-41
• 4.3.1 刻蚀工艺及参数39-40
• 4.3.2 检验40-41
• 4.4 去磷硅玻璃（PSG）41-42
• 4.5 PECVD 镀减反射膜42-45
• 4.5.1 PECVD 工艺及参数42-44
• 4.5.2 PECVD 检验44-45
• 4.6 丝网印刷45-50
• 4.6.1 丝网印刷的三个步骤45-46
• 4.6.2 背电极、背电场设计46-48
• 4.6.3 正电极设计48-49
• 4.6.4 丝网印刷前的准备工作49
• 4.6.5 丝网印刷工艺及参数49-50
• 4.6.6 印刷注意事项50
• 4.6.7 丝网印刷检验50
• 4.7 烧结50-52
• 4.7.1 烧结工艺51-52
• 4.7.2 烧结检验52
• 4.8 本章小结52-54
• 第5章 电池片的测试与分析54-70
• 5.1 太阳能电池片的测试54-56
• 5.1.1 测试环境的获取54-55
• 5.1.2 太阳能电池片测试系统55-56
• 5.2 测试结果56-63
• 5.3 分析63-69
• 5.3.1 提升效率分析64-68
• 5.3.2 降低成本分析68
• 5.3.3 其它分析68-69
• 5.4 进一步改善可采取的措施69
• 5.5 本章小结69-70
• 结论70-72
• 参考文献72-75
• 致谢75

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

部分重叠双栅MOSFET特性的研究    韩名君;赵阳;柯导明;

纳米ZnS/AOCF复合材料的制备    吴友吉;金盈;胡章文;周玮;

在制备环已酮中Cr~(3+)的回收利用    任桂久

平面采光面无阴影影响最佳角度的计算    林媛;

集成电路电磁骚扰测试方法    王敏良;孔德海;

配合离解平衡问题的研究    胡昊;

CCD输出二极管反向漏电机理的研究    易萍

光纤耦合模块中光纤焊接技术的研究    程东明;杜艳丽;马凤英;段智勇;郭茂田;赵传奇;罗荣辉;弓巧侠;杨静;

十通道VCD/DVD激光读取头用PDIC的研制    李挥;张政操;安杰;胡海军;马建设;程雪岷;林家用;

晶界对AlGaN薄膜紫外探测器时间响应特性的影响    王兰喜;陈学康;王瑞;曹生珠;

抗生素对一株假单胞菌耐镉能力的影响及其红外光谱分析    刘爱民;王敏;黄为一;

半导体行业用靶材及蒸发源材料    江轩;

太阳能光谱选择性吸收保护涂层    杨中周;于翔;肖国丰;付志强;

有机太阳能电池ITO电极的光刻制备法及其研究    席曦;王振交;杨辉;乔琦;季静佳;陆红艳;李果华;

一种抗辐射加固隔离反馈发生器的研制    江军;雷昕;赵璐;曾莉;

功率MOSFET低温工作特性分析    董志芳;

节能型太阳能热水系统的设计与研究    周程生;黄凯旋;李品芳;

基于虚拟仪器技术的真实传感器实验    王云;李宝河;李长江;

南京南站屋盖网架露天施工日照温度场研究    林冰;金晓飞;孙鹏程;吴聚龙;冯国军;

Nb掺杂BaTiO3的电子结构研究    涂才根;刘诺;张曦;

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

SOA非线性应用关键参数的测量    程乘

硅基应变引入方法与MOS器件相关基础研究    杨洪东

真空定向凝固法去除硅中金属杂质和晶体生长控制的研究    梅向阳

浸没式光刻中浸液控制单元的液体供给及密封研究    陈文昱

溶胶—凝胶技术在纺织品多功能整理中的应用    汪青

多枝生色团的设计、合成及薄膜的非线性光学性能研究    高俊阔

ZnO基透明导电膜的制备与掺杂研究    龚丽

硅片化学机械抛光中材料去除非均匀性研究    孙禹辉

铁电存储器关键工艺与器件建模研究    闻心怡

高功率GaAs光电导开关设计技术研究    李寅鑫

硅、锗切割片的损伤层研究    张秀芳

太阳能电池用α-SiC_x:H薄膜的制备与性能研究    张瑞丽

敏化太阳能电池中染料的合成研究    徐丹

电子证据可靠性问题分析    崔震宇

超精密磨削硅片变形规律的研究    赵海轩

北票天然沸石改性及其制备宠物猫砂工艺研究    李志鹏

染料敏化太阳能电池电极改性研究    石德晖

闪存低温失效分析及不良筛选    范娅玲

多孔二氧化钛薄膜的制备及性能研究    周亭

硅酸钠在太阳能电池单晶硅表面织构化的作用    杨志平;杨勇;励旭东;许颖;王文静;

含纳米粒子溶液对单晶硅表面的冲蚀磨损损伤实验研究    徐进;雒建斌;

粘度对含纳米粒子溶液冲蚀单晶硅表面的磨损影响    徐进;雒建斌;

太阳能电池单晶硅表面织构化正交试验    沈辉;柳锡运;

单晶硅超精密车削加工脆塑转变机理及临界切削厚度的研究    王明海;卢泽生;

采用正交实验优化单晶硅太阳电池表面织构化工艺    赵汝强;江得福;李军勇;梁宗存;沈辉;

真空紫外硅闪耀光栅的制作    盛斌;徐向东;刘颖;洪义麟;付绍军;

基于双正交提升小波的单晶硅表面形貌特征提取    徐瑞芬;吕晶晶;吴立群;

凸结构的形成-低载下单晶硅表面的划痕损伤研究    杨超;余丙军;钱林茂;

压头曲率半径对单晶硅径向纳动损伤的影响    张赜文;余家欣;钱林茂;

牛血清白蛋白分子修饰单晶硅表面及其生物相容性研究    陶彩虹;张俊彦;杨生荣;

牛血清白蛋白分子修饰单晶硅表面及其生物相容性研究    陶彩虹;张俊彦;杨生荣;

表面隆起——从纳米磨损到纳米加工    余丙军;杨超;余家欣;钱林茂;

单晶硅表面力学行为的电致骤变效应    马国军;吴承伟;刘天旭;

单晶硅表面织构化的正交优化研究    席珍强;陈君;李先杭;王龙成;余学功;杨德仁;蒋敏;应啸;

ZrO_2薄膜在硅烷化单晶硅表面的制备和性能研究    王金清;杨生荣;刘晓红;杨祖华;

采用AFM研究单晶硅纳米加工特性    闫永达;孙涛;董申;

含酰胺基团硅烷分子自组装单层膜的制备及其摩擦学性能研究    宋仕永;任嗣利;王金清;杨生荣;张俊彦;

铁氧体嫁接的n型单晶硅电极的制备及光电转化性质研究    赵钰雪;徐庆红;李峰;杨文胜;

单晶硅表面的有机化合物修饰及组装电极的光电转化效应    赵钰雪;徐庆红;杨文胜;

顺应时代潮流 打造新型产品    谷文革

单晶硅的切向纳动研究    余家欣

单晶硅表面摩擦诱导纳米凸结构的形成、机理及应用研究    余丙军

电镀金刚石线锯切割单晶硅技术及机理研究    高玉飞

单晶材料纳米级切削机理的研究    张治国

三维抗反射结构的构筑及其性能研究    齐殿鹏

纳米颗粒胶体射流抛光机理及试验研究    宋孝宗

冰冻固结磨料化学机械抛光单晶硅片的基础研究    孙玉利

纤维表面聚硅氧烷膜的组装与功能化    王前进

纳米颗粒胶体射流抛光机理及试验研究    宋孝宗

原子力显微镜针尖－表面相互作用分子动力学仿真研究    窦建华

M125硅太阳能电池生产工艺的研究    何一芥

压头曲率半径对单晶硅和氮化碳薄膜径向纳动损伤的影响    张赜文

铁基水滑石到铁氧体的转化行为研究及磁场对铁氧体/单晶硅组装电极光电转化的影响    刘耀

单晶硅表面摩擦诱导纳米凸结构的摩擦学性能表征    华龙

共轭基团有机分子在单晶硅表面的组装及其光电性质研究    李军

不同接触尺度下单晶硅的摩擦磨损性能研究    徐相杰

黑硅的制备和性能研究    肖战菲

单晶硅纳米加工仿真及实验研究    于楠

单晶硅纳米级切削过程的分子动力学仿真研究    寇云鹏

单晶硅高效制绒方法的研究    吴文娟