磷浆印刷法选择性发射极太阳能电池的研究

【摘要】：随着世界各国光伏产业建设步伐的加快,光伏发电从补充能源向替代能源过渡的特征日益显现。太阳电池生产线数量的增加和规模的扩大使光伏市场的进入门槛不断提升,太阳电池成本的下降和效率的提高成为光伏发电发展的趋势。传统工艺已经难以满足市场需求,而选择性发射极太阳电池能够以较低的代价实现整线0.5%以上的转换效率提升,是目前产业集中关注的电池新技术。选择性发射极结构太阳能电池的众多制作方法中,丝网印刷磷浆法具有很好的可实现性,能以最低的成本增加量换得电池效率的大幅上升。在此方法中,选择性扩散工艺作为其核心工艺显得尤为重要。 为了得出能够用于电池生产线上的实用的选择性扩散工艺参数,本文的实验过程在电池生产线上完成,并将电极区扩散和非电极区扩散分为两个扩散阶段。分别探究非电极区和电极区各自对应的工艺参量对该工艺段的影响,得出最合理的电极区重扩散和非电极区轻扩散的工艺参数。之后将两个扩散阶段整合,找到两个工艺段的最佳匹配点,得出实用的选择性扩散工艺参数。 最后,以本文得出的最佳选择性扩散工艺为基础,采用丝网印刷磷浆法制得选择性发射极太阳能电池。将此批实验片与同批片源的常规工艺电池片的各项性能进行了对比,结果显示此方法制得的电池,平均转换效率比常规工艺的电池高0.5%以上。此批太阳能电池片与常规工艺电池片相比,提高了短波长的响应,也降低了表面复合速率。经过验证该工艺的非电极区有较大的窗口,提高了工艺的实用性,适合于在太阳能电池企业中大规模生产。 【关键词】：单晶硅太阳能电池 选择性发射极 选择性扩散 丝网印刷
【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】：TM914.41
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 序8-9
• 目录9-11
• 1 绪论11-19
• 1.1 研究的背景和意义11-13
• 1.1.1 选题背景11-12
• 1.1.2 研究意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-17
• 1.2.1 国内外研究现状13-15
• 1.2.2 国内外这一技术产业化情况15-17
• 1.3 本文研究思路及技术路线17-19
• 2 太阳能电池的机理和电性能参数19-29
• 2.1 太阳能电池工作原理和电学参数19-26
• 2.1.1 太阳能电池的基本结构19-21
• 2.1.2 太阳能电池的等效电路21-23
• 2.1.3 太阳能电池的电学参数23-26
• 2.2 选择性发射极结构的太阳能电池26-28
• 2.2.1 选择性发射极结构的提出的前提26-27
• 2.2.2 常规太阳能电池的发射极结构27
• 2.2.3 选择性太阳能电池发射极结构27-28
• 2.3 选择性发射极结构的优点28-29
• 3 选择性发射极太阳能电池的实现29-47
• 3.1 制绒29-32
• 3.1.1 制绒原理29-30
• 3.1.2 制绒过程30-31
• 3.1.3 绒面的质量控制和检验标准31-32
• 3.2 丝网印刷磷浆32
• 3.3 扩散32-41
• 3.3.1 扩散的原理32-36
• 3.3.2 扩散环境与扩散质量的控制36-37
• 3.3.3 非电极区轻掺浅扩散的实现37-39
• 3.3.4 电极区重掺杂深扩散的实现39-40
• 3.3.5 非电极区和电极区扩散的匹配40-41
• 3.4 等离子刻蚀41-42
• 3.4.1 等离子刻蚀的作用和原理41
• 3.4.2 边缘刻蚀质量控制及检测41-42
• 3.5 镀减反膜42-44
• 3.5.1 减反射膜的原理42-43
• 3.5.2 镀减反射膜的过程43
• 3.5.3 减反射膜的质量检验标准及控制43-44
• 3.6 丝网印刷和烧结44-47
• 3.6.1 电极浆料及其丝网印刷44
• 3.6.2 烧结原理44-46
• 3.6.3 丝网印刷和烧结的质量检测及控制46-47
• 4 选择性发射极太阳能电池的测试及分析47-57
• 4.1 非电极区的测试结果与分析47-49
• 4.1.1 扩散温度对轻扩散工艺的影响分析47-48
• 4.1.2 源气流量对轻扩散工艺的影响分析48-49
• 4.2 电极区的测试结果与分析49-51
• 4.2.1 时间对重扩散工艺的影响分析50
• 4.2.2 温度对重扩散工艺的影响分析50-51
• 4.3 最佳扩散工艺分析51-54
• 4.3.1 重、轻扩散的组合分析51-53
• 4.3.2 最佳工艺的实用性分析53-54
• 4.4 选择性发射极电池与常规电池各项参数的比较分析54-57
• 5 结论和展望57-59
• 5.1 主要工作及结论57-58
• 5.2 展望58-59
• 参考文献59-61
• 附录A61-64
• 作者简历64-66
• 学位论文数据集66

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