颗粒硅带上薄膜太阳电池的研究

采用颗粒硅带 (SSP)作为衬底 ,利用快速热化学气相沉积 (RTCVD)方法外延多晶硅薄膜并制作了转换效率达 6 .36 %的薄膜太阳电池 .对衬底特性、电池制作工艺、存在问题及进一步的研究方向做了探讨 .

Al_2O_3衬底上多晶硅薄膜的外延和区熔再结晶(英文)

研究了陶瓷衬底上多晶硅薄膜的生长和区熔再结晶。利用快速热化学气相沉积(RTCVD)方法,在低成本的Al_2O_3衬底上沉积了重掺杂的致密多晶硅薄膜,薄膜的晶粒尺寸在微米级。经区熔再结晶(ZMR)后,薄膜的晶粒尺寸有了较大的提高,而且迁移率较高,这样的薄膜可以用作晶体硅薄膜太阳电池的籽晶层。最大的晶粒达到毫米量级,空穴迁移率超过50cm^2·V^(-1)·s^(-1)。在籽晶层上外延的活性层形貌与此类似。这些结果显示这种薄膜在光伏应用方面有较大的潜力。

太阳能级硅激光刻槽埋栅电池的研究

探讨了廉价太阳能级硅材料对电池性能可能的影响，据此对激光刻槽埋栅电池的工艺加以优化．在此基础上制作的大面积太阳电池的转换效率达到１６．５９％．

低纯度颗粒硅带上硅薄膜太阳电池

采用廉价国产硅粉拉制的低纯度颗粒硅带 (SSP)作为衬底 ,利用快速热化学气相沉积 (RTCVD)方法外延多晶硅薄膜并制作了转换效率达 4 5 %的薄膜太阳电池。对衬底和薄膜特性、相关工艺及进一步的研究方向做了探讨。

硅酸钠在太阳能电池单晶硅表面织构化的作用

在单晶硅太阳电池的制备过程中,通常利用晶体硅[100]和[111]不同晶向在碱溶液中各向异性腐蚀特性,在表面形成类似于“金字塔”的绒面结构,使得入射光在硅片表面多次反射,提高入射光吸收效率,可提高单晶硅太阳电池的转换效率。实验探索了一种廉价的硅织构化腐蚀技术,即单独采用Na_2Si O_3代替传统的氢氧化钠和异丙醇溶液,以减少价格较高的异丙醇的用量,降低成本。不采用异丙醇或其他机械消泡的条件下,用质量分数为5%的Na_2Si O_3溶液在80℃腐蚀120min,单晶硅片表面可获得最佳反射率为12.56%的减反射绒面。虽然与传统的氢氧化钠和异丙醇溶液效果相比,单独使用Na_2SiO_3溶液腐蚀单晶硅片表面的反射率和均匀性略差,但在传统的氢氧化钠和异丙醇体系中加入质量分数为0.1%的Na_2Si O_3也会促进腐蚀反应的进行,获得更加均匀的减反射绒面。

背接触硅太阳电池研究进展

高效率、低成本是晶体硅太阳电池发展的主流方向。背接触电池以其独特的器件结构、简单的制备工艺及较高的电池效率,备受光伏市场的关注。概括了目前国际上研究较多的几种背接触硅太阳电池,对其结构特点、制造技术及发展概况作了系统介绍,并在此基础上提出了需要改进的问题及未来的发展方向。

磷铝吸杂在多晶硅太阳电池中的应用

研究了多晶硅的浓磷扩散吸杂、铝吸杂、磷 铝联合吸杂 (双面蒸铝 ) .采用准稳态光电导衰减法测试了吸杂前后多晶硅片的有效少数载流子寿命 ,发现磷 铝联合吸杂于硅片少子寿命的提高最大达 30 μs以上 ,其次是磷吸杂 ,铝吸杂再次之 .采用吸杂后的多晶硅片制备了 1cm× 1cm的太阳电池 ,与相同条件下未经吸杂制备的电池相比 ,发现三种吸杂方式都能提高电池的各项电学特性 ,其中磷 铝联合吸杂提高电池效率最大 ,达 4 0 %以上 ,最差为铝吸杂 ,只有 15 %左右的提高 ,这与吸杂后所测得的少子寿命的变化趋势一致 .实验说明三种吸杂方式在不同程度上促成了硅片界面晶格应力对重金属杂质的吸附作用 ,减少了载流子的复合中心 ,从而提高了有效少数载流子的寿命 ;而有效少数载流子的寿命直接影响到电池的效率 .

氮化硅薄膜的性能研究以及在多晶硅太阳电池上的应用

利用椭圆偏振仪、准稳态光电导衰减法(QSSPCD)、X射线光电子能谱(XPS)、红外吸收光谱(IR)、反射谱等手段,研究了不同硅烷和氨气配比条件以及沉积温度对在多晶硅太阳电池上所沉积的氮化硅薄膜性能的影响,优化了沉积条件。通过比较沉积前后电池的各项性能,确认经氮化硅钝化后电池效率提高了40%以上,电池的短路电流也提高了30%以上,对于电池的开路电压提高也很大。

直拉硅片中间隙氧和硼对太阳电池光衰减影响的研究

为研究间隙氧和硼对于硅片少子寿命和光衰减的影响,实验中采用不同氧碳含量、不同掺杂浓度的p型(100)的直拉硅(Cz Si)片制作太阳电池,设计了不同温度、气氛的热处理工艺。发现:太阳能级直拉单晶硅片中间隙氧含量和硼的掺杂浓度的不同对于硅片少子寿命的影响有一定的规律;硅片少子寿命值在650℃热处理时有轻微下降,而在后续650℃和950℃的热处理中有着显著的提高。当电阻率一定时,低氧的样片有利于少子寿命的提高;而在氧含量相同的情况下,掺杂硼的浓度越低,对于少子寿命的提高越有利。

热退火对太阳电池用多晶硅特性的影响

对多晶硅片进行三步退火处理,用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和准稳态光电导衰减法(QSSPCD)测硅片退火前后氧碳含量及少子寿命,并对单晶硅片做同样处理进行比较。实验发现:经三步退火后,多晶硅比单晶硅氧碳含量下降的幅度大,这表明多晶硅内部形成的氧沉淀多,其体内的高密度缺陷如晶界、位错等对氧沉淀的形成有促进作用。多晶硅与单晶硅少子寿命大大提高,可能是由于高温退火后晶体内部形成氧沉淀及缺陷的络和物可以作为电活性杂质的吸除中心,从而减少了分散的载流子复合中心,提高了硅片的少子寿命。变化趋势的不同与晶体内部结构有关。

区熔再结晶制备多晶硅薄膜太阳电池

研究了区熔再结晶 (ZMR)设备及其工艺特点 .在覆盖SiO2 的重掺P型单晶硅衬底上用快速热化学气相沉积 (RTCVD)在其上沉积一层很薄的多晶硅薄膜 ,用区熔再结晶法对薄膜进行处理 ,得到了晶粒致密 ,且取向一致的多晶硅薄膜层 .以此薄膜层为籽晶层 ,再在上面以RTCVD制备电池活性层 ,经过标准的太阳电池工艺 ,得到了转换效率为 10 .2 1%,填充因子为 0 .6 913的电池产品 .

硅太阳电池用MgF2/ZnS双层减反射薄膜的制备及表征

采用真空热蒸发技术,制备出了性能优良的MgF2/ZnS双层减反射薄膜。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对薄膜的形貌以及结晶形态进行分析,采用椭圆偏振仪测试薄膜的折射系数及厚度,利用反射谱对双层减反射薄膜的减反射性能进行了表征。研究表明:衬底温度为200℃时薄膜附着力、结晶态良好;蒸发速率影响薄膜的表面形态;MgF2/ZnS厚度为110 nm/35 nm时具有最佳减反射效果。

多晶硅薄膜太阳电池效率影响因素的研究

研究了影响单晶硅衬底的多晶硅薄膜太阳电池转换效率的因素，得到该种电池的快速热化学汽相沉积（ＲＴＣＶＤ）的最佳条件．同时改进了制备薄膜太阳电池的若干工艺问题，得到了转换效率为１４．０８％的太阳电池，其填充因子为０．８０８．

SSP衬底上多晶硅薄膜电池的研究

从简化步骤、降低成本的角度出发 ,采用快速热化学气相沉积 (RTCVD)法在低纯颗粒带硅 (SSP)衬底上制备出了多晶硅薄膜太阳电池 .测试结果表明 ,实验室制备的无钝化、无减发射膜的多晶硅薄膜太阳电池获得了 3 .5 7%的转换效率 .并在此基础上提出采用氢钝化、减反射、快速生长和隔离技术 。

模拟非硅衬底上转换效率10%的多晶硅薄膜太阳电池

在重掺杂非活性单晶硅片上生长一定厚度的SiO2 ,开窗口后作为衬底 ,利用快速热化学气相沉积(RTCVD)及区熔再结晶 (ZMR)方法制备多晶硅薄膜太阳电池。由于采用了区熔再结晶 (ZMR)的方法 ,获得了取向一致的多晶硅薄膜 ,为薄膜电池的制备打下了良好的基础 ,转换效率达到 10 2 1%。

建立太阳能级硅材料标准的先期研究报告

在2002年以前，光伏产业所用的硅原料主要来源于半导体产业中的“废料”（多晶硅制造、拉晶、切片及IC工艺过程中达不到相应要求的硅材料）。据统计，在整个半导体产业链中，大约有30％的硅材料可以通过重新拉晶或铸锭，提供给光伏产业使用。

低成本衬底上多晶硅薄膜电池的探索

在低成本、两种纯度的P++颗粒硅带衬底(SSP)上,采用RT化学气相沉积(CVD)技术制备了多晶硅薄膜电池。无论高纯硅粉还是低纯硅粉制备的SSP衬底杂质含量都很高且表面凹凸不平;采用4μm/min的沉积速率和钝化作用得到了高质量外延多晶硅薄膜。通过扩散工艺制成的多晶硅薄膜太阳电池的转换效率分别为6 25%(高纯硅粉制成的SSP衬底)和4 5%(低纯硅粉制成的SSP衬底)。

PECVD氮化硅薄膜的沉积和退火特性(英文)

利用等离子增强化学气相沉积(PECVD)方法沉积了氮化硅薄膜,反应气体为氨气和硅烷。这些薄膜在不同条件(温度、时间和气氛)下进行了炉温或快速退火。对太阳电池而言,氮化硅薄膜不仅是有效的减反射层而且也有表面钝化和体钝化作用。利用椭圆偏振光谱、反射谱、红外吸收谱和准稳态光电导(QSSPC)分析了氮化硅薄膜的特性。实验发现随着退火温度的增加,氮化硅薄膜的厚度下降而折射率增加,可以归因于在退火过程中,薄膜愈加致密。红外吸收谱的研究发现,氮化硅中氢的含量在退火过程中有明显的下降,而QSSPC测量的样品寿命有同样的变化。这些结果显示氮化硅的钝化作用与其中的氢含量有关。

SOI材料上硅薄膜电池的研究

用注氧隔离法在单晶硅衬底中形成SiO2隔离层,制备成SOI(SiliconOnInsulator)衬底,用快速化学汽相沉积(RTCVD)法在此衬底上制备硅薄膜,热扩散形成PN结,制备成薄膜太阳电池,电池表面钝化及减反膜采用的是等离子增强化学气相沉积(PECVD)方法制备的SiN,薄膜电池的电极全部由正面引出,制成的23μm厚薄膜电池的光电转换效率为8 12%(1×1cm2,AM1 5,23℃)。扩展电阻的测量表明电池有良好的PN结特性;量子效率测量表明SiN比常规的热氧化SiO2有更好的减反射和钝化作用;电池的暗特性表明电池具有较高的串联电阻,并分析了正面引电极对串联电阻的影响。

我国光伏产业和市场的发展概况

在世界市场的拉动下，我国光伏产业近年来发展迅速。太阳电池／组件年产量2002年以前长期徘徊往世界份额的约1％左右．近年来快速发展，2005年达到世界份额的8％，仅次于日本、欧洲，已成为世界光侠产业发展最快的国家之一，为世界瞩目。而我国光伏市场则发展相对缓慢。准确把握我国光伏产业和市场的发展动态．对正确分析发展肜势、研究发展战略和采取积极对策至关重要。