叠层钝化及一种高效太阳能电池的研究

【摘要】：随着能源问题的恶化,发展和利用太阳能电池技术成为现今世界的主流,目前单晶和多晶太阳能电池仍然占据市场的主要份额,如何提高此类太阳能电池的效率是当前我们必须面临的主要问题。论文结合生产研究SiO_2和SiN_x叠层钝化对单晶太阳能电池性能的影响,高陷光表面减反层对多晶太阳能电池的各项性能的影响,以及一些扩散的调试工作心得和相应的少子寿命研究。 高温氧化得到SiO_2膜对晶体硅电池有非常好的钝化效果,它在硅片表面形成Si-O键,能够有效的减少表面缺陷,从而达到降低表面复合速率的目的,最终提高Si片的少子寿命极大地提高电池的性能,热氧SiO_2膜主要是依赖于降低表面态的钝化方式,使界面电荷浓度很低。SiN_x薄膜是常规工艺生产中的得到主要应用的光学薄膜,一方面沉积SiN_x薄膜的过程中伴随着有H离子注入的过程,在这个过程中,H离子的注入起到相对良好的钝化效果,另一方面,常规的PECVD工艺比较容易实现良好的减反薄膜,形成75nm的光学薄膜只需要20min左右。常规的热氧氧化成膜比较缓慢,长时间的氧化的环境下才能形成10nm-20nm,所以本论文通过在热氧氧化形成一层致密的SiO_2层的基础上再通过PECVD工艺沉积一层高质量,高折射率的减反膜最终探究SiO_2和SiN_x双层膜对优化太阳能电池各项电性能的影响。 单晶硅是通过各向异性进行腐蚀的,由于不同晶面族的键能和悬挂键的差异,会导致在碱液中有不同的腐蚀速率,最终形成金字塔结构,多晶硅没有单晶硅的各向异性,只能形成腐蚀坑状结构,所以多晶制绒的减反效果成为一道难以逾越的鸿沟,难以形成较低的反射率,干法制绒高效电池使多晶硅的低反射率成为可能,该方法通过辉光放电产生等离子体对硅片表面进行选择性刻蚀,形成致密的纳米结构,从而起到良好的陷光效果,能使多晶硅的平均反射率达到4%,从而大大提升电池片效率。论文研究如何与实际产线工艺结合提升电池片效率。 【关键词】：双层膜 减反膜 氮化硅 H钝化 表面复合速率 少子寿命
【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5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 序9-12
• 1 引言12-14
• 2 能源危机的救世主----光伏发电14-18
• 2.1 世界太阳能光伏发电现状与展望14-16
• 2.2 我国太阳能光伏发电现状与展望16-18
• 2.2.1 生产大国,消费小国16
• 2.2.2 发展空间巨大16-17
• 2.2.3 两头在外的市场格局17-18
• 3 晶体硅太阳能电池技术18-34
• 3.1 晶体硅太阳能电池基本原理18-19
• 3.2 高效电池片概述19-27
• 3.2.1 HIT电池19-20
• 3.2.2 埋栅电池20-21
• 3.2.3 背接触太阳能电池21-22
• 3.2.4 PERC电池22-24
• 3.2.5 OECO太阳电池24-26
• 3.2.6 选择性扩散电池26-27
• 3.3 晶体硅太阳能电池生产线工艺概述27-34
• 3.3.1 硅片腐蚀28-29
• 3.3.2 扩散29-30
• 3.3.3 等离子刻蚀30-31
• 3.3.4 去磷硅玻璃31
• 3.3.5 PECVD镀膜31-33
• 3.3.6 丝网印刷33-34
• 4 叠层钝化及一种高效电池片的研究34-82
• 4.1 SiO_2和SiN_x双层膜叠层钝化研究34-46
• 4.1.1 SiO_2性质研究34
• 4.1.2 SiN_x性质研究34-35
• 4.1.3 SiO_2和SiN_x双层膜性质研究35-36
• 4.1.4 SiO_2和SiN_x双层膜实验研究36-46
• 4.2 干法腐蚀高效电池片研究46-82
• 4.2.1 干法腐蚀高效电池扩散工艺研究46-55
• 4.2.2 干法制绒太阳能电池PECVD工艺研究55-82
• 5 太阳能电池相关实验分析82-94
• 5.1 晶体硅太阳能电池扩散工艺研究82-87
• 5.1.1 中心温度对方阻值,均匀性及少子寿命的影响82-83
• 5.1.2 O_2流量对方阻值,均匀性,少子寿命的影响83-84
• 5.1.3 小氮流量对对方阻值,均匀性及少子寿命的影响84-85
• 5.1.4 大氮流量对对方阻值,均匀性及少子寿命的影响85-86
• 5.1.5 通源时间,再分布时间变化对方阻值及少子寿命的影响86-87
• 5.1.6 结论87
• 5.2 少子寿命在晶体硅太阳能中的变化研究87-94
• 5.2.1 少子寿命在单晶硅太阳能电池的变化及相应变化的原因88-90
• 5.2.2 碘钝化处理后的生产过程中少子寿命变化90-91
• 5.2.3 单面扩散和双面扩散少子寿命的差异91
• 5.2.4 铝吸杂对少子寿命的影响91-92
• 5.2.5 结论92-94
• 6 结论94-96
• 参考文献96-98
• 作者简历98-102
• 学位论文数据集102

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

英开发出低成本塑料太阳能电池    

美国13岁少年发明树状太阳能电池    

纸上太阳能电池    常丽君;

科学家研发纸质太阳能电池制造技术    

新技术将太阳能电池光电效率提高80%    

太阳能的开发    吴明;

M13病毒可将太阳能电池效率提高三成    

产品资讯    

日本研制出新型太阳能轿车    

德研发光子高密度集中法以提高太阳能电池效率    徐美君;

太阳能电池输出特性的分析及检测    张海波;

太阳能电池表面纳米微结构研究    李美成;

有机染料锚数对染料敏化太阳能电池性能的影响    尚会霞;罗艳红;孟庆波;占肖卫;

量子点敏化太阳能电池--新材料的设计、制备及器件研究    李冬梅;罗艳红;孟庆波;

量子点敏化太阳能电池研究进展    刘铭;杨君友;冯双龙;朱虎;

高效染料钠晶TiO_2太阳能电池    黄昀昉;吴季怀;林建明;黄妙良;

太阳能电池应用    孟昭渊;

富铟与富铜CuInSe_2薄膜的光电性能    王信春;

谈太阳能路灯原理    胡昊伟;黄敏;

用于聚合物太阳能电池的高效共轭聚合物光伏材料    李永舫;

全球效率最高太阳能电池设计成功    

国内最大太阳能电池封装玻璃生产线建成投产    记者 张鹏

太阳能电池家族又添新丁    本报记者 聂翠蓉

首条太阳能电池片生产线投产    记者 王晴　通讯员 德胜 军华 巍伟

美国推出太阳能电池新型切割电锯    王智勇

全球太阳能电池市场今年将萎缩三成以上    中轻

夏普将在意大利生产太阳能电池    黄仪佳

新光导技术使太阳能电池更廉价    本报记者 王晓苏

德混合太阳能电池技术获突破    李山

我市太阳能电池出口猛增2.7倍    记者 俞永均　通讯员 吴晶景 郭学钧

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

反型聚合物太阳能电池的研究    李福民

聚合物太阳能电池中光吸收增强效应的研究    李国龙

聚光多结太阳能电池的设计、制备及可靠性研究    宋明辉

反型体异质结聚合物太阳能电池的研究    陶晨

有机/聚合物太阳能电池：活性层结构、形貌及光伏性能    薛丽丽

有机小分子太阳能电池的效率优化及衰减性研究    邹业

量子点敏化太阳能电池：制备及光电转换性能的改进    宋鑫

微纳米化合物Cu-Zn-Sn-S光伏特性与新型薄膜太阳能电池的研究    陈勤妙

卟啉酞菁类化合物的设计合成及其在太阳能电池中的应用    张天慧

基于太阳能的嵌入式路灯控制系统的研究与应用    刘春

利用不同阴极缓冲层改善有机小分子Pentacene/C_（60）太阳能电池的性能    刘瑞

用电化学阻抗谱研究染料敏化太阳能电池的电子传输与复合特性    和川

三芳基咪唑的富勒烯衍生物的合成及其在CdSe量子点太阳能电池的应用    赵爱婷

太阳能电池CuInS_2薄膜和ZnS薄膜的制备与性能研究    张兴良

SCNTs和PPDIF应用于聚合物太阳能电池中的研究    白静璐

双层氮化硅减反膜晶体硅太阳能电池的研究    刘志平

CuO薄膜的制备及其光伏特性研究    张春萍

CdSe量子点的优化合成及其杂化物在太阳能电池中的应用    熊艳玲

敏化太阳能电池中染料的合成研究    徐丹