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利用正交实验法探究掺硼p型单晶硅PERC电池的电致复原最优条件

汇报人：

2024-01-26

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目录

引言

正交实验法简介

掺硼p型单晶硅PERC电池概述

电致复原最优条件探究

结果讨论与分析

结论与展望

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引言

随着能源危机和环境污染问题日益严重，太阳能作为一种清洁、可再生的能源受到了广泛关注。在太阳能利用领域，硅基太阳能电池占据了主导地位。其中，掺硼p型单晶硅PERC（PassivatedEmitterandRearCell）电池因高效率、低成本等优点而具有广阔的应用前景。

然而，在实际应用中，掺硼p型单晶硅PERC电池的电致复原性能受到多种因素的影响，如掺杂浓度、温度、光照强度等。因此，探究掺硼p型单晶硅PERC电池的电致复原最优条件对于提高电池性能、降低成本具有重要意义。

目前，国内外学者已经对掺硼p型单晶硅PERC电池的电致复原性能进行了大量研究。研究内容主要涉及掺杂浓度、温度、光照强度等因素对电池性能的影响。然而，现有研究大多针对单一因素进行探究，缺乏对多种因素综合作用的研究。

随着计算机技术的发展，数值模拟方法逐渐成为研究掺硼p型单晶硅PERC电池电致复原性能的有效手段。通过建立电池的数学模型，可以模拟不同条件下的电池性能，为实验设计提供理论指导。

本研究旨在利用正交实验法探究掺硼p型单晶硅PERC电池的电致复原最优条件。通过设计正交实验方案，研究掺杂浓度、温度、光照强度等多种因素对电池性能的综合影响。

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通过数据分析，确定掺硼p型单晶硅PERC电池电致复原的最优条件。

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在不同温度和光照强度下进行电致复原实验；

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测量并记录实验数据，分析实验结果；

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正交实验法简介

正交实验法是一种基于正交表的实验设计方法，通过选择具有代表性的实验条件组合，以较少的实验次数获得全面的实验结果。

正交表是一种特殊的表格，具有均衡分散性和整齐可比性等特点，能够确保实验结果的可靠性和准确性。

在正交实验中，通过对实验因素的水平进行正交组合，可以探究各因素对实验结果的影响程度以及因素间的交互作用。

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实验次数少，效率高；

能够全面考虑各因素的影响；

优点

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局限性

对实验因素的选取和水平划分有一定要求；

可能存在交互作用的干扰；

对于非线性关系或复杂系统可能不适用。

电池性能优化

通过正交实验法探究不同工艺参数对电池性能的影响，找出最佳工艺条件，提高电池性能。

材料配方优化

利用正交实验法研究不同材料配方对电池性能的影响，优化材料配比，提高电池效率。

新材料探索

通过正交实验法设计不同材料组合的实验方案，寻找具有优异性能的新材料，为电池研发提供新思路。

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掺硼p型单晶硅PERC电池概述

结构

掺硼p型单晶硅PERC电池主要由掺硼的p型单晶硅基底、n型发射极、氧化铝钝化层、金属电极等部分组成。

工作原理

在光照条件下，光子激发硅基底中的电子，形成电子-空穴对。在内建电场的作用下，电子和空穴分别向n型发射极和p型基底移动，形成光生电流。氧化铝钝化层能有效降低表面复合速率，提高开路电压和短路电流，从而提升电池的光电转换效率。

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通过优化电池结构和制备工艺，掺硼p型单晶硅PERC电池的光电转换效率可达24%以上，远高于传统硅基太阳能电池。

高光电转换效率

掺硼p型单晶硅PERC电池在高温环境下仍能保持较高的光电转换效率，适用于高温应用场景。

良好的温度特性

由于采用了高质量的硅材料和先进的制备工艺，掺硼p型单晶硅PERC电池具有较长的使用寿命，可达25年以上。

长寿命

选用高质量的掺硼p型单晶硅片，经过清洗、切割、研磨等工序，制备成符合要求的硅片。

硅片准备

在硅片表面沉积一层氧化铝钝化层，降低表面复合速率，提高电池性能。

表面钝化处理

在硅片表面制备金属电极，通常采用丝网印刷技术将金属浆料印刷在硅片表面，然后经过烘干、烧结等工序形成金属电极。

金属电极制备

将制备好的硅片按照正负极进行组装，采用激光划片技术将硅片分割成多个独立的电池单元，然后进行封装和测试。

电池组装

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电致复原最优条件探究

掺硼p型单晶硅PERC电池、电解液、电极等。

电化学工作站、光源、光功率计、电化学阻抗谱仪等。

设备

材料

选择性能稳定的掺硼p型单晶硅PERC电池，进行清洗和干燥处理。

电池准备

对实验数据进行整理、统计和分析，包括电池的充放电性能、电化学阻抗谱等。

数据处理和分析

根据实验需求，配置合适浓度的电解液，并充分搅拌和脱气处理。

电解液准备

将处理好的电池与电解液、电极等组装成实验电池。

组装电池

在电化学工作站上，对实验电池进行恒流或恒压充电，记录电池的电压、电流和时间等数据。

电致复原实验

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通过对比实验前后电池的充放电