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异质结太阳电池衬底陷光优化及其应用认领

作者：

王利果

学位授予单位：

河北工业大学

摘要：

硅异质结(SHJ)太阳电池以其低温制备、低成本、高转换效率和高稳定性,成为近年来太阳电池研究的热点。硅片表面制绒可增强光吸收,减少太阳光的反射,提高太阳电池效率。目前较为常见的制绒方法大多采用无机碱NaOH/KOH制绒、硅酸钠制绒,碳酸钠/碳酸氢钠制绒等,这些制绒方法的优点是工艺成熟,价格低廉。缺点是易引入Na、K金属离子污染。而四甲基氢氧化铵(TMAH)是一种有机碱,无害,高各向异性选择比,无金属离子污染的试剂。本文利用有机碱-四甲基氢氧化铵(TMAH)制绒,优化了硅片的光学特性、电学性能和硅片表面形貌,找出了适合异质结太阳电池的硅片衬底工艺参数。主要的研究如下:(1)用酸或碱刻蚀切割片,去除硅片表面损伤层后,用同样条件制绒,研究初始硅片形貌对硅片绒面和后续钝化的硅片的少子寿命的影响。利用高浓度碱液去除硅片表面损伤层,获得平整、缺陷少的平面。制绒后的金字塔布满表面,均匀独立,有利于反射的降低和硅片的钝化。利用混酸去除硅片表面损伤层,获得凹凸的沟壑表面,制绒后的金字塔未布满表面,有较多缺陷,不利于反射率的降低和后续钝化效果。(2)采用TMAH对硅单晶进行高效制绒。分别控制TMAH浓度、溶液温度、腐蚀时间和异丙醇(IPA)浓度进行硅片制绒,研究这些参数对绒面效果和衬底陷光特性的影响,从而得到优化的TMAH制绒的条件,并将优化后的衬底应用到硅异质结(SHJ)太阳电池上,改善电池性能,使电池效率由14.4%提高到17.8%。(3)在优化的绒面金字塔条件下,采用金属辅助化学刻蚀(MACE)的方法在金字塔上制备出了纳米线结构,得到双层(金字塔/纳米线)陷光结构,进一步增强衬底的陷光特性,使得硅片衬底的反射率降到5%以下,同时分析了不同刻蚀时间双层陷光结构的特性,并将其应用到硅异质结太阳电池中。

摘要译文

关键词：

四甲基氢氧化铵; 制绒; 陷光; 异质结太阳电池; 硅纳米线

学位年度：

2015

学位类型：

硕士

学科专业：

材料物理与化学

导师：

郝秋艳

中图分类号：

TM914.4[太阳能电池⑨]

学科分类号：

080709[储能科学与工程];080809[新能源发电与电能存储]

D O I：

10.7666/d.D820671