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高效太阳电池衬底表面处理工艺研究认领

被引量： 3

作者：

赵振越

学位授予单位：

河北工业大学

摘要：

带有本征层的异质结（HIT）太阳电池具有转换效率高和制备工艺温度低的优点，成为备受关注的新型高效太阳电池之一。将绒面结构的单晶硅衬底用于HIT太阳电池，可以增强电池的光吸收效率。但是，在沉积非晶硅薄膜时金字塔间的沟壑处往往容易发生外延，从而使单晶硅和非晶硅界面处的缺陷增多，导致电池性能下降。因此，研究单晶硅衬底的表面处理工艺并对工艺进行优化，以及找到提高电池性能的衬底形貌具有极为重要的意义。本文针对HIT太阳电池用单晶硅衬底的清洗和制绒工艺进行了详细的研究。（1）通过优化硅衬底清洗工艺，衬底的少数载流子寿命明显提高。研究了敞开体系下碱制绒过程中预清洗、异丙醇、氢氧化钠浓度和温度对制绒效果的影响，找到了优化的制绒工艺。通过调控温度和溶液浓度配比，得到两步法制绒的优化工艺。（2）研究了异丙醇浓度、制绒时间、衬底类型和硅酸钠加入量对绒面性能的影响，得到基于n型单晶硅衬底的优化制绒工艺。利用优化工艺制绒的衬底的反射率在波长1011nm处降低到了9.14%，应用该衬底的HIT太阳电池的光谱响应增大，且在400nm处达到70%。（3）研究了硅衬底表面形貌的修饰工艺，采用绒面平滑处理和四甲基氢氧化铵（TMAH）制绒两种技术手段修饰硅衬底绒面微形貌。结果表明，经过5s混合酸平滑处理的绒面衬底可以兼顾较好的陷光性能和界面质量，其HIT电池的开路电压，从平滑处理前的564.6mV提高到了609.4mV，转换效率从11.8%提高到了12.4%。用TMAH制绒30min之后，其HIT电池的转换效率达到了13.7%。对比绒面平滑处理，TMAH制绒不会带来金属离子污染，并易于获得柔和的金字塔形貌，可使HIT电池的性能更好。

摘要译文

关键词：

HIT太阳电池; 单晶硅; 清洗; 制绒; 金字塔; 反射率

学位年度：

2014

学位类型：

硕士

学科专业：

材料工程

导师：

张晓丹

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.D680463