利用金属辅助化学腐蚀法在硅表面获得纳米绒面结构以提升多晶硅太阳电池效率

在硅片表面制备绒面结构能够有效降低太阳光在硅片表面的反射损失，是提高太阳能电池转换效率的一条重要途径。通过真空热蒸发法在多晶硅片上沉积纳米银颗粒，利用金属辅助化学腐蚀（MACE）法，制备了不同腐蚀时间下的纳米绒面结构，其中，腐蚀时间为60 s 的纳米绒面的平均反射率低至4.66%（300～1100 nm）。同时，对腐蚀时间为60 s的纳米绒面用KOH 溶液进行优化处理，将KOH 处理前后的多晶硅片采用常规电池工艺进行电池制备研究。对比发现，经过KOH 处理后的电池效率比未经KOH 处理的电池效率提高了0.43%。

工业级纳米绒面多晶硅太阳电池的制备及其性能研究

基于产线工艺制备了纳米绒面多晶硅太阳电池,并表征其光电转换性能。研究结果表明:相对传统微米绒坑,纳米绒面能够提升多晶硅太阳电池的短路电流,相应的光电转换效率绝对值提升大于0.4%,产线均值光电转换效率超过了19.1%。结合漫反射光谱和外量子效率测试结果,改进的光电转换的原因归结为纳米绒面能够有效地诱捕短波和长波太阳光子,增强短波和长波太阳光响应。本研究证实纳米绒面多晶硅太阳电池可利用产线工艺制备且具有较高的光电转换效率,能够实现产业化。

工业级纳米绒面多晶硅太阳电池的发射极扩散方阻调控其光电转换性能研究

本文制备了工业级纳米绒面多晶硅太阳电池,研究了发射极扩散方阻对其光电转换性能的影响。结果表明:提高发射极扩散方阻能够有效地提升电池的开路电压、短路电流,但填充因子相对降低。通过分析关键光电参数,其原因归结为:提高发射极扩散方阻有利于降低发射极及其表面载流子复合,但过高的发射极扩散方阻将导致发射极与金属栅线接触不良。采用优化的发射极扩散方阻,纳米绒面相对于微米绒面多晶硅太阳电池具有改善的光电转换性能,产线均值光电转换效率达到了19.20%。基于上述研究结果,讨论了进一步通过调控发射极扩散方阻来优化纳米绒面多晶硅太阳电池的方法。

多晶硅的反应离子刻蚀(RIE)制绒绒面研究

实验基于反应离子刻蚀(Reaction Ion Eatching RIE)技术进行的多晶硅片纳米绒面制备,这种结构的绒面可明显降低晶体硅电池反射率,提高电池短路电流。实验具体指将多晶硅片在同一条件混酸溶液中腐蚀去除表面损伤,然后利用RIE制绒技术进行不同尺寸纳米绒面制备,根据绒面变化分别调整工艺进行清洗及电池制备,发现绒面小到一定程度时RIE制绒过程造成的损伤不易清洗去除且抗反射Si Nx膜沉积困难。所以多晶硅片RIE制绒不可单纯的追求小绒面和低反射率,实验证明纳米绒面凹坑尺寸最小应控制在240~360 nm才能更稳定地匹配清洗、沉积抗反射膜等工艺从而制备出高光电转换效率的多晶硅电池。

高效多晶黑硅电池的产线技术

在产线工艺的基础上，研发金属催化化学刻蚀技术，制备出具有微米／纳米复合绒面结构的多晶黑硅太阳电池。通过对黑硅纳米结构的修正刻蚀，实现电池光学性能和电学性能的同步提高；通过系统的优化，黑硅电池的性能特圳是其短路电流提高rI50～300mA，这主要得益于电池蓝光响应特性的改善。