单晶黑硅太阳能电池性能研究与硅表面制备银栅线

【摘要】：在过去的半个多世纪里,世界光伏产业取得了快速的发展,太阳能电池的光电转换效率取得了很大提高,生产成本也大幅降低。作为化石能源的替代资源,光伏产业需要继续加大开发力度,但是单纯依靠传统工艺技术的改进很难突破目前发展遇到的瓶颈。近年来,随着对纳米光电子技术的深入研究,科技工作者们尝试采用各种纳米结构和材料来设计新型太阳能电池,从而达到高效率、低成本、高稳定性和长寿命的目的。 本文以金字塔／纳米线双结构表面的单晶硅片为衬底,根据太阳能电池的成产工艺制备单晶黑硅太阳能电池。虽然具有很好的减反射能力,但黑硅太阳能电池的平均光电转换效率却远不如普通单晶硅太阳能电池。通过量子效率的测量,软件的模拟和瞬态表面光伏的测定,来探究黑硅太阳能电池光电转换效率不理想的原因。 另外本文还改进了可用于埋栅电池栅线制备的沉积银薄膜技术。首先,在硅片表面旋涂保护涂层,使用激光在硅片表面刻出凹槽；然后,利用金属纳米粒子辅助刻蚀技术,在硅片表面沉积一层银纳米粒子,再将硅片表面的保护涂层洗去；随后在含有硝酸银、硝酸钾和柠檬酸钾的溶液中,以阴极电流沉积银薄膜。通过与未加入柠檬酸钾的样品对比,使用扫描电子显微镜,观察了表面形貌,分析了薄膜生长的原理；利用利用X射线衍射谱线,计算了晶粒的尺寸。 【关键词】：太阳能电池 反射率 表面光伏 电化学
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 太阳能电池的发展8-9
• 1.2 太阳能电池的种类9-12
• 1.2.1 按基体材料分类9-11
• 1.2.2 按电池结构分类11
• 1.2.3 按用途分类11
• 1.2.4 黑硅太阳能电池11-12
• 1.3 太阳能电池工作原理12-13
• 1.4 电镀银技术13-15
• 1.4.1 电沉积原理13-14
• 1.4.2 氰化物镀银技术14-15
• 1.4.3 无氰镀银技术15
• 1.5 本文研究的内容与意义15-16
• 本章小结16-17
• 2 太阳能电池的制备设备与表征设备17-24
• 2.1 太阳能电池的制备设备17-20
• 2.1.1 扩散炉17-18
• 2.1.2 等离子体刻蚀机18-19
• 2.1.3 等离子体增强型化学气相沉积(PECVD)19
• 2.1.4 烧结炉19-20
• 2.2 太阳能电池的表征设备20-23
• 2.2.1 扫描电子显微镜(SEM)20-21
• 2.2.2 积分球式分光光度计21-22
• 2.2.3 电化学工作站22
• 2.2.4 X射线衍射仪22-23
• 本章小结23-24
• 3 金子塔/纳米线双结构表面的制备与测试24-29
• 3.1 金子塔/纳米线双结构表面的制备24-26
• 3.1.1 金字塔结构的制备24
• 3.1.2 硅纳米线的生长24-26
• 3.2 测试与分析26-28
• 本章小结28-29
• 4 金子塔/纳米线双结构表面单晶硅太阳能电池的特性29-36
• 4.1 单晶太阳能电池的制备29
• 4.2 电池参数测定29-30
• 4.3 内量子效率测量与软件模拟结果分析30-32
• 4.4 瞬态表面光伏测量与分析32-35
• 本章小结35-36
• 5 硅片表面银栅线的制备36-40
• 5.1 激光刻槽埋栅太阳能电池36-37
• 5.2 实验制备银栅线37-39
• 5.2.1 制备盐桥37-38
• 5.2.2 沉积步骤38-39
• 本章小结39-40
• 6 沉积银的测试与分析40-47
• 6.1 SEM测试与分析40-44
• 6.2 XRD测试与分析44-46
• 本章小结46-47
• 结论47-48
• 参考文献48-50
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况50-51
• 致谢51-52

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