多晶硅太阳电池表面织构及背腐蚀先进工艺的研究.docVIP

PAGE PAGE X 多晶硅太阳电池表面织构及背腐蚀先进工艺的研究 摘要 高效率和低成本的一直是太阳电池研究的热点。增强太阳电池表面对入射光的吸收有利于提高太阳电池的转换效率，太阳电池都会在其表面采取一定的措施降低入射光的反射率。本文先以HF-HNO3体系为基础，利用各向同性湿法化学腐蚀方法制备出了多晶硅片绒面，然后尝试采用激光技术制备反射率更低的表面织构，最后通过背腐蚀技术优化多晶硅太阳电池生产工艺。为产业化生产多晶硅太阳电池给出了理论和工艺参考。 本论文共有五个章节，分别对多晶硅表面织构和背腐蚀技术进行论述。 第一章综述了当前晶体硅太阳电池的发展状况，介绍了商业化晶体硅太阳电池制造技术的必威体育精装版进展，并对各种制备工艺做出评价和展望。 第二章介绍了利用各向同性腐蚀法制备多晶硅绒面的研究结果，主要采用酸腐蚀制绒，并利用SEM和Hitachi U-4100分光光度计分析了化学腐蚀后多晶硅片表面形貌和陷光效果。随着反应时间的增加，表面形貌是从微裂纹状到气泡状，反射率是一个先降后升的过程，其中微裂纹状织构的反射率比气泡状的低。通过优化各种参数，获得了腐蚀速度平缓，表面形貌介于微裂纹与气泡状之间，能与目前太阳电池后续工艺相适应的多晶硅绒面。 第三章介绍了利用激光制备多晶硅表面织构的研究结果。主要采用激光在硅片表面刻蚀，然后利用化学方法去除残余和损伤，制得各向同性的表面形貌。通过SEM，Hitachi U-4100分光光度计和Semilab WT2000少子寿命仪分析了表面织构化后的表面形貌，反射率和少子寿命。通过调节激光和化学腐蚀参数得到很好的陷光结构，激光点阵比平行刻槽的表面织构有更低的反射率，但其清洗难度也较大。激光表面织构为多晶硅的减反射处理提供有效的途径，虽然目前还没有被广泛应用，但是随着激光设备和工艺的发展，激光表面织构技术将成为太阳电池工业生产的一种重要手段。 第四章研究背腐蚀工艺，制备多晶硅太阳电池。背腐蚀与等离子刻蚀分离P－N结工艺相比，太阳电池参数有所提高，主要表现在开路电压Voc和短路电流Isc。虽然填充因子FF不如等离子刻蚀的，但其平均效率可达到15.81％，比等离子刻蚀制备的太阳电池高0.2％左右。背腐蚀分离P－N结适用于大规模自动化生产，而且是制备背点接触高效电池的必须手段，因此背腐蚀分离P－N结工艺是未来发展的趋势。 第五章对未来太阳电池工艺发展的趋势进行展望。 关键词： 表面织构化；各向同性腐蚀；激光处理；背腐蚀；多晶硅太阳电池 Advanced process technologies for texturing of multicrystalline silicon and back etching ABSTRACT High-efficiency and low-cost are always the two crucial research goals for the solar cells. Enhancing absorb of light is helpful to increase the efficiency of solar cell. Therefore some processes are adopted to reduce the reflectance of surface. Based on the HF-HNO3 system, an isotropic wet chemical etching texturing of multi-Si wafers was fulfilled, then an isotropic texturing of multi-crystalline silicon wafers was carried out by means of laser surface treatment. The back etching technique was optimized. The purpose is to provide reference for the industrial production of solar cell experimentally and theoretically. This thesis includes five chapters, each chapter focusing on main technology process of texturing of silicon and back etching for solar cells. In chapter 1, the latest manufacture techniques