单晶硅太阳电池表面绒面制备和其性质研究.pdf

第 39卷 第8期 化 工 技 术 与 开 发 、，01．39 No．8 2010年 8月 Technology DevelopmentofChemicalIndustry Aug．2010 单晶硅太阳电池表面绒面制备及其性质研究 吴江宏12，胡社军 ，，一，王忆 ，范东华 ，李昌明 (1．五邑大学机电系，广东 江门 529020；2．五邑大学数理系，广东 江门 529020； 3．华南师范大学物理与电信工程学院，广东 广州 510631) 摘 要：单晶硅太阳能电池的表面织构化所形成的陷光效应，可以增强对光的吸收，提高电池的转化效率。本文研究了 制绒液主要成分含量、制绒温度以及时间对绒面织构形成的影响。采用扫描电镜分析了试样的表面形貌，分光光度法研究了 试样的反射率 。通过分析确定了单晶硅太阳电池表面织构化的最佳工艺参数为1．5％wt的NaOH、1．5％wt的Na2SiO39·H20和 6．5％vol的IPA，反应温度为80C，反应时间为25min，在此工艺参数下所制得的硅片样品绒面平均反射率为9．85％。 关键词：单晶硅；太阳能电池；织构化 中图分类号：TM914．4 文献标识码：A 文章编号：1671—9905(2010)08．0005·06 目前太阳能电池主要是单晶硅太阳电池和多 反应温度、腐蚀时间等因素对太阳电池表面织构的 晶硅太阳能电池。单晶硅太阳电池与多晶硅太阳电 影响，为工业化提供参考依据。 池一直保持在90％以上的市场占有率，牢牢统治着 l 实验 整个太阳电池市场。与多晶硅太阳电池相比，单晶 硅太阳电池可有效地在表面制作陷光结构，从而大 1．1 实验原理 大减少太阳光在硅片表面的反射损失 【l。 在较高的温度下，碱性溶液与晶体硅发生如下 在太阳电池表面形成绒面结构不仅可以降低 的腐蚀反应： 表面的反射率，而且还可以在电池的内部形成光陷 Si+6O}r__ SiO32+H20+4e 阱，从而显著地提高太阳电池的转换效率。对于单晶 4H 4e_ 2H2t 硅太阳电池，主要利用择优腐蚀原理，在硅片的表面 总的反应方程式为： 形成金字塔结构而达到此 目的。目前，国内外有许 Si+2OH+H20=SiO32-+2H2~ 多小组从事单晶硅表面织构化研究 ，分别采用 硅晶体中晶向不同的硅原子排列间距有异，因 Na0H、KOH、Na3PO4、NaHCO3、Na2CO3~Na2SiO3 此碱溶液对各晶向的腐蚀速度也不相同，各向异性 等溶液进行单晶硅表面织构的制备3【】。目前碱溶 腐蚀速率除了由晶向决定外，还和腐蚀液类型、温 液制绒存在的问题是如何提高绒面的一致性、均匀 度、配比等有关。按照Arrhenius定律 ，腐蚀速率 性，以及反应的可重复性等。 R=-Roexp(． 盯)，从实验中可确定各种腐蚀剂的 为了获得 良好的绒面反射率和实验的可重复 激活能 和预指数因子Ro[6]。对于不同的腐蚀剂， 性，及对金字塔结构的形成机理和影响因素有更为 和Ro不同；对同一腐蚀剂(~I]NaOH)，也会随配比的 透彻的理解，本文选择NaOH作为反应物、硅酸钠 不同而改变。 和异丙醇作为添加剂，通过实验对单晶硅表面织构 1．2 实验过程 化技术进行优化，深入地研究了溶液各成分浓度、 采用国产的P型100晶向的直拉单晶硅片，电 基金资助：国家 自然科学基金 作者简介：吴江宏 (1972．)，男，汉族，陕西西安人，硕士研究生，