PERC结构多晶硅太阳电池的研究

高效、低成本是目前硅太阳电池追求的主要目标。多晶硅太阳电池成本低,但其电性能较差。背面钝化及局部背接触是提高多晶硅太阳电池电性能的主要技术。通过采用SiO2/SiNx叠层膜作为背钝化介质层,依次经过背面开槽、丝网印刷、烧结形成背面局部接触,制备钝化发射极和背表面电池(PERC)结构多晶硅太阳电池。采用恒光源I-V特性测试系统测试其电性能,结果表明:较之常规铝背场多晶硅太阳电池,PERC结构电池在开路电压Voc、短路电流密度Jsc、转换效率η方面分别提高了13 mV、1.8 mA/cm2和0.67%(绝对值),其转换效率达到17.27%。PERC结构多晶硅电池采用了常规丝网印刷工艺,有利于实现高效多晶硅电池的产业化生产,具有很高的实际意义。

太阳能电池背表面钝化的研究

利用PC1D模拟不同少子寿命的电池效率与背表面复合速率的关系,采用氮化硅和及其与二氧化硅薄膜的叠加层作为背面钝化膜,通过丝网印刷的方法形成条形局域背接触和局域背面点接触,条形接触的面积为背表面的25%,背面点接触孔径为250μm,间距2mm。经过RTP处理之后,两种不同的接触方式存在相同的问题,串联电阻大,并联电阻小,而利用腐蚀浆料的方法形成背面点接触,在电性能参数有少许改善。结果表明,在正常的烧结状态下,常规铝浆很难完全穿透氮化硅薄膜及其叠加层背面钝化层。而利用腐蚀浆料的方法形成背面点接触,在电性能参数有少许改善。

背面局域点接触对PERC太阳电池性能的影响

PERC太阳电池因转换效率高、成本低已逐渐成为替代全铝背场(Al-BSF)太阳电池的最佳选择。PERC太阳电池以背面局域点接触的形式替代了全铝背场,减少了背表面复合速率,增加了背反射性能,从而提升了电池的开路电压和短路电流。由于PERC太阳电池中硅片背面钝化介质膜这一绝缘层的存在,因此需要在硅片背面进行激光开槽,以局域去膜,从而形成铝硅接触区。研究后发现:随着背表面场接触面积的减小,背表面场的钝化面积逐渐增大,使铝硅合金层的表面复合速率大幅减小,短路电流和开路电压获得更高的提升。虽然背表面场的接触面积减小后会产生串联电阻升高、填充因子下降的现象,但通过优化背接触电阻、背电极电阻和铝硅合金层的表面复合速率可以减轻这种现象。未来PERC太阳电池可通过合理匹配开槽线间距和背表面场接触面积,实现低背接触电阻和低背表面复合速率,从而可继续提高电池的电性能。

高效单晶硅PERC局部背表面场及接触的优化

钝化发射极和背面电池(PERC)技术可有效提高电池效率,在常规p型电池的背面增加了钝化层,并形成了局部背表面场(LBSF)结构。介绍了PERC结构电池的工艺流程,分析了背场(BSF)的形成机制,主要研究了PERC的LBSF制备工艺及影响要素。通过采用激光消融后清洗方法改善了背表面形貌,平整的背表面形貌有利于BSF的形成。通过优化烧结条件,电池的填充因子得到改善。讨论了激光开槽图形对开路电压以及填充因子的影响。测试结果表明,PERC转换效率绝对值提升了0.9%,达到20.83%,填充因子达到80.7%。

四苯硼钠添加剂对背钝化太阳能电池铝电极性能的影响

采用不同含量的四苯硼钠(C24H20BNa)添加剂制备背钝化太阳能电池(PERC)用铝浆,将铝浆丝网印刷于背钝化太阳能电池硅片上,经过烧结后测试电性能。通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对局部背表面区域(LBSF)进行微观形貌观察。结果表明,在四苯硼钠用量为0.5%(wt,质量分数)条件下,背钝化太阳能电池片的开路电压为656mV,填充因子为79%,电阻值为81Ω,光电平均转化率最高达到20.3%。

V2O5–B2O3金属氧化物玻璃对背钝化电池局域铝背场性能的影响

采用不同V2O5–B2O3比例的金属氧化物玻璃粉(V–B–MO)制备了背钝化硅太阳能电池(PERC),对电池进行了电性能、扫描电子显微镜和电池电致发光(EL)等测试分析。对玻璃粉进行了热分析,研究了V–B–MO玻璃粉对PERC电池局域铝背场性能的影响。结果表明:当玻璃的V–B比例在质量比为25:35的情况下,电池有较高的开路电压和转换效率。通过对V–B–MO玻璃添加稀土元素氧化物La2O3,CeO2等,可提高电池的电性能。玻璃的相变温度、熔化温区和熔化吸热量等热特性对局域铝背场的形成及填充率有直接的影响,熔点较低、熔化温区较窄的玻璃制作的电池有较好的光电转换效率。局域铝背场处存在完全填充、部分填充和没有填充3种状态,填充较差部位会在EL图像中产生黑线。