N型背发射极晶体硅太阳电池模拟研究

N型晶体太阳电池由于少子寿命高、光致衰减低、弱光响应好等优点,近年来在高效率低成本太阳电池领域一直备受关注。利用PC1D模拟,对N型背发射极晶体硅太阳电池进行了分析。结果表明,背发射极掺杂浓度、结深、背表面复合速率、前表面掺杂浓度及复合速率都对电池转换效率有较大影响,尤其是电池前表面与背表面复合速率对电池性能的影响最为明显,而电池前表面场掺杂深度则对电池性能影响较小。对于前表面复合来说,当前表面复合速率小于1×10^3cm/s时,电池性能受表面复合速率变化的影响很小;但复合速率超过1×10^3cm/s后,电池转换效率快速下降。背表面复合对电池效率影响则更明显,当背表面复合速率超过1×10^4cm/s后,电池转换效率急剧下降,在背表面复合速率增大到1×10^6cm/s时,电池效率下降到不足5%,而在电池背表面复合速度较小时（10~10^3cm/s）则可获得较高的转换效率。

背面结构对铝背发射极n型单晶硅太阳电池的影响研究

研究背面结构对铝背发射极n型单晶硅太阳电池的影响,提出背面抛光结构铝背发射极n型单晶硅太阳电池的制备方法。使用少子寿命测试仪、扫描电镜(SEM)、量子效率测试仪及太阳电池测试仪对电池的表面复合速率、微观结构、量子效率和电性能进行测定。结果表明:对铝背发射极n型单晶硅太阳电池,背面抛光结构优于背面金字塔绒面结构,背面抛光结构可降低电池背面的复合速率、改善p-n结质量、提高量子效率,使电池转换效率提高0.34%。

“SE+PERC”单晶硅太阳电池发射极方阻均匀性提升工艺的研究

针对“SE+PERC”单晶硅太阳电池制备过程中,管式扩散炉扩散后硅片发射极方阻均匀性差的问题,在扩散工艺的“预沉积”步骤设计小氮气(N_(2))流量、氧气(O_(2))流量、炉内压强参数变化实验,研究小N_(2)流量、O_(2)流量和炉内压强变化对发射极方阻、方阻均匀性及太阳电池电性能的影响。研究结果表明:通过调整小N_(2)流量、O_(2)流量及扩散过程中的炉内压强可以有效提高发射极方阻均匀性,并提高太阳电池的光电转换效率。在小N_(2)流量为1000 sccm、O_(2)流量为600 sccm、炉内压强为80 kPa的工艺条件下可实现发射极的方阻均匀性最佳,均值为4.94%;此时“SE+PERC”单晶硅太阳电池的光电转换效率为23.11%。

PERC电池背表面钝化的PC1D仿真分析

采用PC1D软件仿真分析钝化发射极及背接触（passivation emitter and rear contact,PERC）电池;模拟结果表明：降低电池的背表面复合速率有利于增强电池性能、提高电池长波响应。PERC电池由于背表面钝化可采用较低的背场厚度;背钝化层中的表面电荷对高背表面复合速率的电池性能的提升作用显著,但在背表面复合速率较低时影响不大;实测得到PERC电池比常规全铝背接触电池的开路电压和短路电流分别增大1.56%和2.56%。

硅异质结太阳能电池用透明导电氧化物薄膜的研究现状及发展趋势

硅异质结(SHJ)太阳能电池是目前光伏产业中的重要组成部分,其由于具有高开路电压(V_(oc))等优点而引起了广泛的关注。在硅异质结太阳能电池中,透明导电氧化物(TCO)薄膜层的光学性能和电学性能分别影响着电池的短路电流(J_(sc))、填充因子(FF),进而影响电池的转换效率。近年来,SHJ电池中TCO层的研究主要集中于掺杂的In 2O 3和ZnO体系。本文从硅异质结太阳能电池的不同结构出发,概述了TCO薄膜的光电性能(透过率、禁带宽度、方块电阻、载流子浓度、迁移率和功函数)以及与相邻层的接触对电池性能的影响,介绍了不同体系的透明导电氧化物薄膜在硅异质结太阳能电池中的应用及研究现状,并展望其未来的发展趋势。

N型电池类型与晶体制备方法的研究进展

基于N型电池的机遇与技术工艺路线、成本的调查,了解现有主要N型电池厂家的现状,分析N型单晶硅的现有与潜在需求;根据2009—2014年间关于N型单晶硅片的制作经验,分析N型单晶硅材料的品质、制造技术与成本之间的关系;分析N型硅片与电池的发展方向。

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。

用于制备硅LED的太阳能电池技术

集成电路工艺发展使得芯片内部的互连成为芯片延时的主要问题。制备出高光效的硅LED已经成为OEIC发展的瓶颈。硅是间接带隙半导体,而且载流子寿命较长。所以使用硅材料制备发光器件是长久以来特别引人关注而又较难解决的问题。采取降低非辐射复合速率,增加辐射复合的机会可以实现硅LED的发光。介绍了用于制备硅LED的太阳能电池技术原理和主要方法,以及采用这一原理实现PERL硅电池和区熔硅衬底非晶硅电池用于制备LED的技术。

薄晶体硅PERC电池的工艺研究

随着切割技术的进步,晶体硅电池制作得越来越薄,这符合晶体硅电池降低成本、提高效率的技术发展趋势。文章模拟了不同厚度钝化发射极及背局域接触(PERC)电池的效率;基于110,130,150,170μm 4种厚度的单晶硅薄片制作了PERC电池,通过表征其I-U特性、量子效率(QE)、电致发光(EL)来研究薄片电池制作的工艺问题。

双面太阳电池的结构、工作原理和发展趋势

双面太阳电池因具有更高的等效转换效率、可降低25%以上的系统成本和更广泛的应用等优点引起了人们的广泛关注。介绍了双面太阳电池的工作原理,重点总结了钝化发射极及背表面完全扩散（PERT）双面太阳电池、钝化发射极及背表面接触（PERC）双面太阳电池、异质结型双面太阳电池等硅基双面太阳电池的结构及发展现状,介绍了铜铟镓硒（CIGS）双面太阳电池、CdTe薄膜双面太阳电池及钙钛矿双面太阳电池等的新型结构及研究进展。详细分析了双面太阳电池的发展优势与现阶段出现的主要问题。最后说明了双面太阳电池今后的努力方向,为更好地提高双面太阳电池的效率,背部结构的设计以及制备工艺的优化和创新是未来双面电池发展的趋势。

“SE+PERC”单晶硅太阳电池激光掺杂区域的漏电现象研究

在选择性发射极(SE)技术与钝化发射极背接触(PERC)技术相结合(即“SE+PERC”)的单晶硅太阳电池技术路线中,通常采用激光技术进行局部重掺杂,即利用激光的高温特性将硅片表面磷硅玻璃(PSG)层内的磷原子推入硅片内部,形成高低结,从而提高太阳电池的光电转换效率。但是经过激光扫描后的掺杂区域表面的PSG层会被激光损伤,损伤区域在进行碱抛光时常因掩膜的保护性差而被碱溶液腐蚀,导致p-n结被破坏,造成局部严重漏电,从而影响太阳电池的整体电性能。针对“SE+PERC”单晶硅太阳电池制备过程中激光掺杂区域出现的漏电现象,分析了漏电原因,并给出了采用SE激光掺杂工艺及碱抛光工艺时的优化建议。

硅片表面织构对“SE+PERC”双面单晶硅太阳电池电性能影响的研究

在硅片制绒过程,研究了制绒添加剂体积分数、反应时间和反应温度对单晶硅片表面织构的微观形貌、反射率,以及制备的“选择性发射极(SE)+PERC”双面单晶硅太阳电池电性能的影响。结果表明:在目前单晶硅片制绒设备和工艺条件下,当碱液(KOH)体积分数为2%、制绒添加剂体积分数为0.7%、反应温度为84℃、反应时间为440 s时,制备的单晶硅片表面的金字塔尺寸较小,均匀性强,硅片表面的反射率最低,仅为9.914%,而得到的“SE+PERC”双面单晶硅太阳电池的光电转换效率高达22.714%;调整制绒参数,可以有效提高单晶硅片表面织构中金字塔的均匀性,降低硅片表面的反射率,从而提高“SE+PERC”双面单晶硅太阳电池的光电转换效率。

硅片厚度对SE-PERC单晶硅太阳电池制备过程的影响分析

基于目前主流的选择性发射极-钝化发射极及背接触(SE-PERC)单晶硅太阳电池生产工艺,针对不同硅片厚度在太阳电池制备过程中的表现进行分析、验证及优化。研究结果表明,硅片厚度减薄对湿法刻蚀工艺后硅片的减重、硅片背面抛光效果均有显著的不良影响,而且采用管式PECVD工艺沉积的SiNx薄膜的厚度也出现变薄的现象。若太阳电池制备过程中采用薄硅片,则需对湿法刻蚀工艺和管式PECVD工艺进行预先调节,对自动化设备预先做出相应调整,从而可保证产线的顺利运作。

纳秒激光熔覆硅纳米薄膜的仿真分析及实验研究

以重掺杂硼的纳米硅浆料为硼源,采用纳秒激光熔覆工艺,在钝化发射极及背接触(PERC)电池背面形成了重掺杂硼的硅熔覆层。通过建立三维瞬态温度场的有限元仿真模型,并利用单因素仿真实验,得到了激光工艺参数对温度场的影响规律,初步确定了各激光工艺参数的合理范围。利用极差分析获得了激光工艺参数与激光熔覆温度场分布的相互作用规律。将激光熔覆工艺兼容到PERC电池的制备实验中,结果表明:仿真模型与实验结果较为吻合,电池的平均光电转化效率提升了0.27%。