n型隧穿氧化层钝化背接触太阳能电池发射极激光硼掺杂工艺

在n型隧穿氧化层钝化背接触(TBC)太阳能电池发射极制程中引入激光掺杂可快速实现发射极图案化制作,简化电池制作流程。通过激光将硼硅玻璃(BSG)中的硼掺入多晶硅层中,形成图案化的掺硼多晶硅层。研究了不同激光参数及掺杂次数对TBC太阳能电池发射极钝化性能和方块电阻的影响,实验结果表明,当激光功率为70 W、掺杂次数为2次时,太阳能电池发射极可获得良好的钝化效果和合适方阻,其中掺杂浓度达到8.1×10^(19)cm^(-3),隐开路电压>723 mV,方块电阻约为150Ω/□。制备的TBC太阳能电池的平均光电转换效率可达24.691%,短路电流密度为42.31 mA/cm^(2),开路电压为718.7 mV,填充因子为81.2%。

PEALD制备的Al_(2)O_(3)薄膜在n-TOPCon太阳电池上的钝化性能

对采用等离子体增强原子层沉积(PEALD)法制备的Al_(2)O_(3)薄膜在n型单晶硅隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)太阳电池正表面的钝化性能进行了研究。采用少数载流子寿命、X射线电子能谱(XPS)及J-V特性的测试分析,重点研究了Al_(2)O_(3)沉积温度、薄膜厚度及薄膜形成后不同退火条件对钝化性能的影响,实现了低表面复合速率、良好钝化效果的产业化制备的Al_(2)O_(3)薄膜工艺。研究结果表明,在沉积温度为150℃、膜厚为5 nm、退火温度为450℃时,测试计算得出薄膜中O和Al的原子数之比为2.08,电池发射极正表面复合速率较低,达到了Al_(2)O_(3)钝化的最优效果,并且分析了Al_(2)O_(3)薄膜的化学态和形成机理。利用其Al_(2)O_(3)薄膜工艺制备的n型单晶硅TOPCon太阳电池开路电压提升了8 mV,电池的平均光电转换效率达到了23.30%。

TOPCon太阳电池中多晶硅层磷掺杂工艺的优化及其对电性能的影响

随着光伏行业的飞速发展,PERC太阳电池技术已无法满足太阳电池光电转换效率的进一步提升,TOPCon太阳电池因具有高光电转换效率,被认为是下一代太阳电池技术的可选方案。针对TOPCon太阳电池的多晶硅层的磷掺杂量、推进温度及推进时间对多晶硅层、硅衬底中磷掺杂特性及电性能参数的影响进行了研究。研究结果显示:在隧穿氧化层及多晶硅层厚度分别设定为1.5和130.0 nm的条件下,磷掺杂参数设置为通源流量为1400sccm、通源时间为25min、推进温度为880℃、推进时间为30min时,既保证了钝化效果,也保证了欧姆接触和寄生吸收在合理的区间,TOPCon太阳电池的光电转换效率达到了最大值,为24.48%。

缺陷辅助隧穿对氧化硅/多晶硅载流子输运的影响

针对隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)太阳能电池或包含氧化硅/多晶硅(POLO结)器件,直接隧穿和针孔传输是目前被广泛认可的两种载流子输运机制,由于器件制造过程需要经历高温烧结工序,超薄氧化硅层在受到高温诱导应力下产生针孔的同时,也伴随着大量缺陷的出现,这有助于载流子通过缺陷辅助隧穿来传输。提出了氧化层中热应力诱导的缺陷辅助隧穿机制的假设,通过数值求解漂移扩散输运方程计算模拟了POLO结在暗态下的电流-电压特性以及相应的接触电阻率,计算结果与实验观测结果相吻合,表明缺陷辅助隧穿有可能是TOPCon太阳能电池或POLO结载流子输运中不可忽视的输运机制。此外,计算结果也表明,在热应力诱导的缺陷浓度较高和氧化层厚度较大的情况下,缺陷辅助隧穿对载流子输运起到非常重要的作用,甚至有可能占主导作用。这些研究结果将有助于加深人们对TOPCon太阳能电池中载流子输运机制的理解,为优化器件结构与性能提供有益的理论指导。

n型TOPCon-PERT双面太阳电池发电特性分析

随着将隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)技术应用在n型钝化发射极背表面全扩散(PERT)太阳电池上,电池效率得到了进一步提升,n型TOPCon-PERT太阳电池因具有少子寿命高、无光致衰减及功率温度系数小等优点,已成为当前太阳电池技术研究的热点之一。通过对比叠加TOPCon技术前、后n型PERT双面太阳电池的量子效率,并根据p型PERC双面光伏组件、n型PERT双面光伏组件及n型TOPCon-PERT双面光伏组件的户外发电特性及衰减率等实测数据,验证了n型TOPCon-PERT双面太阳电池的发电量增益。

TOPCon光伏电池技术研究进展综述

发展光伏电池是我国在“双碳”政策下能源转型的主要方向。隧穿氧化层钝化接触电池凭借其高效率和较低的转型成本优势,成为光伏电池领域的研究重点。文章梳理了目前光伏行业内隧穿氧化层钝化接触电池技术的发展情况,并介绍了其结构和发电机理。同时,阐述了隧穿氧化层钝化接触电池的生产工艺,分析了该项技术的优缺点以及目前面临的技术难题。最后,对隧穿氧化层钝化接触电池的未来发展趋势进行了展望。

n型TOPCon太阳电池PECVD路线磷活性掺杂技术的改善研究

针对n型TOPCon太阳电池采用PECVD技术时存在的磷烷耗量偏高、多晶硅磷活性掺杂浓度偏低和多晶硅层场钝化效果偏差的问题,通过进行不同的原位掺杂非晶硅沉积工艺实验和磷沉积退火实验来寻找合适的解决方式。实验结果显示:1)采用变磷烷流量原位掺杂工艺的实验片的多晶硅磷活性掺杂浓度平均值比采用恒磷烷流量原位掺杂工艺的实验片的高2.19×10^(20)/cm^(3);2)钝化效果方面,相较于采用恒磷烷流量原位掺杂工艺的实验片,采用变磷烷流量原位掺杂工艺的实验片的隐性开路电压和隐性填充因子分别高5 mV和0.42%;3)在采用变磷烷流量原位掺杂工艺的前提下,相较于采用常规退火工艺制成的太阳电池,采用磷沉积退火工艺制成的太阳电池的开路电压提高了3 mV,短路电流提高了0.02 mA,填充因子提高了0.54%,并联电阻增加了10Ω,光电转换效率提升了0.14%。采用PECVD技术路线制备TOPCon太阳电池时,变磷烷流量原位掺杂工艺搭配磷沉积退火工艺有明显的提升太阳电池光电转换效率的效果。

新型石墨舟等离子体清洗设备的工艺效果与优势

新型石墨舟等离子体清洗设备能有效减少清洗时间,减少了非晶硅沉积工艺中磷烷的用量,提高了隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)电池转换效率,具有很大的竞争优势。研究了等离子体清洗工艺参数对电池转换效率的影响,得到了最佳的石墨舟等离子体清洗工艺参数,即:石墨舟温度300℃、清洗时间150 min,将非晶硅沉积工艺中磷烷的流量减半,制备的TOPCon电池转换效率达24.154%,比湿法设备高0.033%。

TOPCon电池低压硼扩散设备的发展趋势分析

随着太阳能光伏发电对晶体硅电池高转化效率需求的不断增加,对晶体硅电池技术关键设备投资性价比和发电性能的要求更高。对晶硅电池发展工艺技术进行了阐述,分析讨论了国内外隧穿氧化层钝化接触电池(简称“TOPCon”)低压硼扩散炉的发展现状,探讨了硼扩散设备技术难点和未来研究方向。

太原市某高效单晶电池项目职业健康风险评估

目的对太原市某高效单晶电池项目化学有害因素所导致的职业健康风险进行评估,为该项目职业病危害风险管理提供技术依据。方法2021年5—7月,对太原市某高效单晶电池项目进行职业卫生调查,运用工程分析法识别化学有害因素,采用GBZ/T 298—2017《工作场所化学有害因素职业健康风险评估技术导则》中推荐的半定量风险评估法进行风险评估。结果属于高风险等级(4级)的岗位有2个,分别为贮运系统的氨贮运岗(氨)和磷烷贮运岗(磷化氢);属于中等风险等级(3级)的岗位有13个,分别为贮运系统的氢氟酸贮运岗(氟化氢)、氢氧化钠贮运岗(氢氧化钠)、盐酸贮运岗(盐酸)、特气贮运岗(三氯化硼和三氯氧磷)、笑气贮运岗(一氧化二氮),电池车间的制绒岗(氢氧化钠和氟化氢)、刻蚀岗(氟化氢)、离子注入岗(磷化氢)、退火岗(三氯氧磷)、清洗岗(氟化氢)、镀膜岗(氨和一氧化二氮)和辅助系统的酸性废气处理岗(氟化氢)、镀膜废气处理岗(氨和一氧化二氮);属于低风险等级(2级)的岗位有6个,分别为贮运系统双氧水贮运岗(过氧化氢)、硅烷贮运岗(四氢化硅)、综合贮运岗(导体浆料),电池车间的硼扩散岗(三氯化硼)、金属化岗(导体浆料)和辅助系统废水处理岗(氟及其化合物)。结论该项目生产过程中存在的化学有害因素会对劳动者身体健康产生不良影响,其中需重点关注的岗位是贮运系统的氨贮运和磷烷贮运岗位,职业病危害风险管理应根据不同的风险水平采取相应的风险控制措施。