选择性发射极太阳电池的制作(英文)

文章提供了一种一次扩散制作选择性发射极太阳电池的方法,并利用该方法制作了选择性发射极太阳电池。这种方法所制得的选择性发射极太阳电池比用同种硅材料制得的常规BSF太阳电池具有较大的优势:在氧化工艺后,其少子寿命比常规BSF太阳电池的高,其平均光电转换效率也高出0.6个百分点左右,而其短波段的光谱响应优于常规BSF太阳电池。最后指出了这种方法可以实现选择性发射极硅太阳电池的工业化生产。

激光掺杂选择性发射极太阳电池工艺研究

研究了激光掺杂选择性发射极太阳电池工艺中不同激光功率对磷原子掺杂浓度、硅片表面损伤程度的影响及发射极方阻与电池串联电阻随激光功率的变化情况。通过对磷原子浓度分布曲线的观察,阐明了磷原子浓度对选择性发射极电池性能的影响机理;通过对比不同激光功率掺杂条件下选择性发射极电池特性的变化,发现激光功率在40-50 W时电池的串联电阻达到最低,且串联电阻值随激光功率的增强而升高。通过实验确定了最优激光掺杂功率,并对生产线各工序参数进行整体优化,实现了使电池产业化效率稳定提升0.25%以上的激光掺杂选择性发射极太阳电池制备工艺。

选择性发射极太阳电池结构及其实现方法

本文在总结选择性发射极结构的特征和优点的基础上,对实现选择性发射极结构的工艺方法进行综述,并提出几种可能的改进方法,为低成本实现选择性发射极结构提供新的思路。

EVA与Silicone密封剂封装对选择性发射极太阳电池效率的影响研究

：在构建选择性发射极太阳电池组件光学模型的基础上，引入分贝概念，并在此基础上给出太阳电池组件的外量子效率和内量子效率定义式，使研究太阳电池组件中各部分封装材料对其光电转换效率的影响更加方便。根据密封剂EVA和Silicone的光透射率测量数据，计算两种密封剂在280～1200nm波段内的吸收损耗。使用光谱响应测试仪分别测量密封剂EVA和Silicone封装的单片电池片在封装前后的量子效率，计算两种密封剂在短波段300～500nto处为选择性发射极电池组件带来的短路电流密度衰减。经比较得出，选择性发射极太阳电池组件使用密封剂Silicone封装可提高其短波响应，提高量子效率。

低损伤选择性发射极太阳电池激光工艺

钝化发射极及背面接触(PERC)太阳电池技术叠加激光选择性发射极(SE)制备工艺是近年发展起来的提升PERC太阳电池效率的有效方法之一,但是在SE的制备过程中易发生磷硅玻璃(PSG)层被激光烧蚀的现象,导致电池性能下降。通过研究激光波长、脉冲频率、激光功率和扫描速度对硅片表面形貌、表面方块电阻、电池性能的影响,探索高效率、低损伤SE太阳电池的制备方法。实验结果表明,在激光波长为1 064 nm、激光功率为2 W、脉冲频率为30 Hz条件下可获得最佳电池性能,SE太阳电池光电转换效率最高达到22.01%,与传统工艺制备的太阳电池相比提升约0.51%。

选择性扩散方式对硅基选择性发射极太阳电池性能的影响

研究了不同的选择性扩散方式对SE电池短路电流性能的影响。实验结果表明,采用预淀积PSG层的恒定表面杂质总量的扩散方式的SE电池可获得最佳的短路电流特性。通过对扩散工艺的研究发现,不论何种扩散方式,扩散时间的增加均会微弱降低电池短路电流特性;扩散温度的增加均会使电池的短路电流先增加后降低;在恒定表面浓度扩散过程中的氧化作用会导致电池性能的降低。

化学腐蚀法多晶硅选择性发射极太阳电池特性研究

选择性发射极(SE)太阳电池是提高效率、降低成本的一种有效手段。采用酸性腐蚀液腐蚀发射层,对腐蚀特性和腐蚀后发射层的特性进行表征,并结合丝网印刷保护性浆料,在多晶硅上成功实现了选择性发射极太阳电池。研究结果表明,腐蚀速率基本不变,腐蚀后表面形貌无变化,腐蚀后发射层SiNx钝化效果先提高后降低,在表面浓度约为2.5×1020cm-3情况下表面复合速率最低。采用湿法化学腐蚀多晶SE电池,开路电压提高4mV,短路电流密度提高0.58mA/cm2,光电转换效率绝对值提高0.2%。化学腐蚀法工艺步骤中只有一次热处理过程,热耗小,对硅片无损害,化学腐蚀去除死层,蓝光波段响应高,钝化效果佳,特别适用于多晶SE电池。

TOPCon太阳能电池选择性发射极工艺研究

为提升隧穿氧化钝化接触(TOPCon)太阳能电池的光电转换效率,采用硼扩散和激光掺杂的方式形成选择性发射极结构,研究了硼扩散方阻、激光功率输出比、氧化时间等对电池发射极钝化性能的影响。实验结果表明,当扩散方阻为140Ω/□,氧化温度为1 020℃,氧化时间为30 min时,发射极轻掺杂区域(p+)的方块电阻为320Ω/□,隐开路电压值达到729 mV,暗饱和电流密度为12 fA/cm^(2)。发射极重掺杂区域(p++)的方块电阻为113Ω/□,隐开路电压值为710 mV,暗饱和电流密度为26 fA/cm^(2)。基于该工艺方案制备的TOPCon电池最高光电转换效率达到24.75%,电池开路电压高达720 mV,短路电流提升30 mA,相比现有TOPCon电池光电转换效率提升了0.26个百分点。

高效背结异质结太阳电池硼掺杂非晶硅发射极研究

晶硅/非晶硅异质结(HJT)太阳电池由于具有高开压、高转换效率和低温度系数等优点而备受关注,其中硼掺杂p型非晶硅(p-a-Si∶H)发射极是高转换效率电池中不可忽视的重要部分,改变其硼掺杂浓度,可以调节p-layer薄膜的电学特性,从而直接影响电池转换效率。本文采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备制备HJT太阳电池,通过改变B_(2)H_(6)的掺杂浓度,对电池中p-a-Si∶H层进行优化,使HJT电池获得0.75%的相对效率提升。进一步地,将发射极设置为梯度掺杂的双层结构,经过优化,少子寿命(@Δn=5×10^(15)cm^(-3))和隐开路电压(@1-Sun)分别提升400μs和3 mV,最终具有梯度掺杂发射极的电池其平均效率相对提升2.03%,主要表现为FF和Voc的明显增加,实现了高效HJT电池p型发射极的工艺优化。

太阳电池选择性发射极结构的研究

指出了选择性发射极太阳电池结构的特征。在深入地分析其优点的同时论证了选择性发射极结构是提高太阳电池光电转换效率的有效途径。

多晶硅太阳电池激光掺杂选择性发射极

研究了多晶硅片扩散工艺与激光掺杂工艺的匹配性．采用波长532nm的纳秒脉冲激光器对扩散后未去磷硅玻璃的多晶硅片表面进行激光扫描掺杂，激光扫描掺杂后硅片方块电阻降低为扩散后硅片方阻的50％左右，而且随着激光功率的增加，扩散到硅片表面的磷原子浓度增大，硅片方阻下降更明显．测试了激光掺杂后多晶硅太阳能电池的外量子效率，其外量子效率在340～480nm波段范围与常规多晶硅太阳能电池相比提高18％～5％．研究了激光掺杂后多晶硅电池的光电转换特性，分析了较高激光功率掺杂时多晶硅电池的失效特性，结果表明：优化工艺后多晶硅太阳电池平均光电转换效率达到17．11％，比普通工艺多晶硅太阳电池提高0．34％，最高转换效率达到17．47％．激光掺杂选择性发射极工艺流程简单，电池效率提升明显，易于实现产业化．

氮化硅掩膜法制备选择性发射极晶体硅太阳电池

本文采用等离子增强化学气相沉积的方法在硅片表面镀一层约80nm厚的氮化硅掩膜,然后使用传统的丝网印刷工艺将含有一定量磷酸的腐蚀浆料印刷在氮化硅掩膜表面,腐蚀出电极图形,经过三氯氧磷液态源扩散完成重扩,去除氮化硅掩膜后进行浅扩最终实现选择性发射极。丝网印刷腐蚀浆料开窗相对于激光熔融、等离子刻蚀和光刻等方法,具有高的产量、设备投资和运营成本低等优势,容易在现有生产线上实现。最后对比了选择性发射极晶体硅太阳电池和常规太阳电池的电性能和光谱响应,制备的选择性发射极晶体硅太阳电池的短波响应优于常规晶体硅太阳电池,效率提高了0.3%。

磷浆法制备选择性发射极单晶硅太阳电池的研究

改变常规单晶硅太阳电池生产工艺,制备了选择性发射极太阳电池。主要方法是扩散之前,在电极区域印刷一层磷浆作为磷源对电极区域进行重扩散;与此同时,在非电极区域采用POCl3作为磷源轻扩散。以此方法制备了选择性发射极高效太阳电池,且与常规工艺电池片进行对比测试。经过测试,转换效率比常规工艺电池片高0.6%。

选择性发射极参数对太阳电池光电特性的影响

选择性发射极太阳电池具有独特的器件结构及优异的光电特性。基于M·Tucci等人实际制作的一款选择性发射极太阳电池,利用TCAD软件MEDICI建立了其器件结构模型,在比实验更大的参数范围内分析了发射区厚度、n+区和n区掺杂浓度等物理量对太阳电池光电转换效率的影响。结果表明,发射区的最佳厚度约为0·6μm,该厚度下n+区的最佳掺杂浓度约为6×1020cm-3,增加n区浓度则会导致转换效率下降。在优化发射区方块电阻的基础上考虑少子寿命的优化,可获得高达19·16%的光电转换效率,接近当前较大面积同类太阳电池的最佳水平,为实际制备大面积高效单晶硅太阳电池提供了有益的参考。

硅异质结太阳电池的TiC_(x)O_(y)电子选择性接触研究

报道一种新型的免掺杂电子传输材料——TiC_(x)O_(y),具有非晶相为主少量晶化相的混合相结构,约4.1 eV的低功函数和2.63 eV的宽带隙,可实现对电子的零势垒传输和对空穴的高势垒(1.64 eV)阻挡;TiC_(x)O_(y)/n型硅异质接触可获得17.74 mΩ·cm2的低接触电阻率,可实现对电子的选择性输运功能。TiC_(x)O_(y)薄膜用作全背面n型硅异质结电池的电子传输层,可大幅提高电池的开路电压和填充因子,最优电池的绝对效率提高3%。

低成本选择性发射区太阳电池的制备和特性

运用Matlab软件,在电池能量损耗最小前提下,对选择性发射极(Slective Emitter,SE)电池的栅线间距和宽度进行了模拟计算.在理论计算指导下,在国产化设备的太阳电池生产线上,采用印刷技术实现选择性磷源涂覆和扩散,并制成电池,通过电化学测试、伏安曲线、量子效率(Quantum Efficiency,QE)等检测分析,初步发现,印刷涂覆的SE太阳电池输出特性优于常规工艺制备的电池,转化效率提高约1%.

n型IBC太阳电池选择性发射极工艺研究

为提升n型叉指背接触(IBC)太阳电池的光电转换效率,采用丝网印刷硼浆和高温扩散的方式形成选择性发射极结构,研究了硼扩散和硼浆印刷工艺对电池发射极钝化性能和接触性能的影响。实验结果表明,在硼扩散沉积时间和退火时间一定的条件下,硼扩散通源(BBr_(3))流量为100 mL/min,沉积温度为830℃,退火温度为920℃时,发射极轻掺杂(p^(+))区域的隐开路电压达到710 mV,暗饱和电流密度为12.2 fA/cm^(2)。发射极局部印刷硼浆湿重为220 mg时,经过高温硼扩散退火,重掺杂(p^(++))区域的隐开路电压保持在683 mV左右,该区域方块电阻仅46Ω/□,金属接触电阻为2.3 mΩ·cm^(2).采用该工艺方案制备的IBC电池最高光电转换效率达到24.40%,平均光电转换效率达到24.32%,相比现有IBC电池转换效率提升了0.28个百分点。

“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%。

激光掺杂选择性发射极技术在PERC单晶硅太阳电池中的应用

以激光掺杂选择性发射极(LDSE)技术在PERC单晶硅太阳电池中的应用为研究对象,使用太阳电池单二极管模型模拟了反向饱和电流密度与开路电压、比接触电阻与填充因子之间的关系;测试了不同激光功率和激光划线速度对扩散后方块电阻变化值的影响,并通过扫描电镜(SEM)对硅片表面形貌和电化学电容-电压(ECV)法对发射极表面浓度和结深进行了表征;采用5主栅金属化图形设计PERC单晶硅太阳电池,通过LDSE工艺参数优化,制备了平均转换效率达到21.92%的PERC单晶硅太阳电池。研究结果表明,LDSE技术可提高PERC单晶硅太阳电池的外量子效率(EQE)短波蓝光响应和转换效率。

激光掺杂选择性发射极单晶硅太阳电池的工艺研究

研究了激光掺杂选择性发射极匹配的扩散工艺,通过调整不同的工艺参数,达到相同的高方阻,比较了不同方法获得的高方阻的均匀性,得到了在105Ω/?左右的高方阻仍能保持较好均匀性的扩散工艺。通过调整激光功率形成不同的重掺杂区方块电阻,研究了不同的重掺杂区方块电阻对电池主要电性能参数的影响,分析了变化原因。最后比较了激光掺杂选择性发射极太阳电池和传统太阳电池的电性能及外量子效率。工艺优化后,激光掺杂选择性发射极太阳电池的转换效率相比传统太阳电池有0.24%的提升。