TOPCon太阳电池电子选择性接触研究

通过Afors-Het软件模拟建立TOPCon太阳电池模型,系统分析隧穿氧化SiO_(2)层厚度、n^(+)poly-Si层掺杂浓度、背金属电极功函数以及SiO_(2)/n^(+)poly-Si侧的能带偏移量对TOPCon太阳电池性能的影响。结果表明:SiO_(2)/n^(+)poly-Si叠层钝化结构能实现较好的电子选择性传输性能,当SiO_(2)层厚度为1.1 nm、n^(+)poly-Si层掺杂浓度为1×10^(20)cm^(-3)时,是最佳工艺窗口,且显示出改善电子选择性传输层对于TOPCon太阳电池效率提升的巨大潜力。

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。

缺陷辅助隧穿对TOPCon太阳能电池性能的影响

TOPCon太阳能电池超薄氧化硅层中的载流子的直接隧穿和针孔传输是两种当前被广泛探讨的机制,在实际电池制造过程中,超薄氧化硅层在高温诱导应力下在产生针孔的同时,也可能伴随大量缺陷的出现,这些缺陷有助于载流子通过缺陷辅助隧穿进行传输。本文通过数值求解漂移扩散输运方程,理论模拟了光照下TOPCon太阳能电池的性能在氧化层厚度为2.0 nm的情况下,综合考虑直接隧穿和缺陷辅助隧穿作为两种主要的输运机制,TOPCon太阳能电池效率将会提高。研究了电池填充因子随氧化层电子有效质量的依赖关系。接着讨论了从晶体硅体寿命和背面多晶硅浓度对TOPCon太阳能电池性能的影响。本文的研究结果不仅有助于加深人们对TOPCon太阳能电池载流子输运机制的理解,还为优化电池结构设计提供了有益的理论指导。

全TOPCon电池正面多晶硅层硼掺杂工艺

为提升隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)电池光电转换效率,本文通过高温扩散在n型TOPCon电池正面制作p型隧穿氧化层钝化接触结构,提升发射极钝化性能,减少正面金属复合。本文研究了不同沉积时间、推进温度、推进时间等工艺参数对实验样品钝化性能及掺杂曲线的影响。实验结果表明,当沉积时间为1500 s,推进温度为920℃,推进时间为20 min时,掺硼多晶硅层可获得较优的钝化性能及掺杂浓度,其中样品多晶硅层硼掺杂浓度达到1.40×10^(20)cm^(-3),隐开路电压(iV_(oc))大于720.0 mV。依据该参数制备的TOPCon电池光电转换效率可达23.89%,对应的短路电流密度为39.36 mA/cm^(2),开路电压(V_(oc))达到726.4 mV,填充因子(FF)为83.54%。

TOPCon太阳电池单面沉积Poly-Si的工艺研究

目前隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)电池制造技术越来越成熟,所耗成本不断降低。行业内普遍采用低压化学气相沉积(LPCVD)方式进行双面沉积或单面沉积。单面沉积存在Poly-Si绕镀问题,严重影响电池片转化效率和外观质量,同时正面绕镀层去除难度较大,在用碱溶液去除绕镀层的同时,存在绕镀层去除不彻底或者非绕镀区域P^(+)层被腐蚀的风险,导致P^(+)发射极受损,严重影响电池片外观质量与性能。双面沉积可避免上述问题,但产能减少一半,制造成本增加。本文对单面沉积Poly-Si工艺及绕镀层去除工艺进行研究,在TOPCon电池正面及背面制作了一层合适厚度的氧化层掩膜,搭配合适的清洗工艺、去绕镀清洗工艺,既可有效地去除P^(+)层绕镀的Poly-Si,也可很好地保护正面P^(+)层及背面掺杂Poly-Si层不受破坏,同时可大幅提升产能。

吸杂技术在TOPCon电池中的应用

硅基体的质量是限制光伏效率提升的关键因素。随着光伏电池效率提升,硅基体中的杂质含量越来越高。本文比较磷扩散、硼扩散和氧化层/多晶硅钝化结构的不同吸杂方法与不同表面浓度的掺杂N+Poly的吸杂方法,结果表明,在表面浓度为5×1020cm-3、Poly厚度为90 nm的条件下,N+Poly的TOPCon吸杂效果最佳,将其引入TOPCon小批量生产线,电池效率提升0.1%。

基于不同胶膜封装的n型双玻TOPCon光伏组件的可靠性研究

胶膜是光伏组件封装时的关键材料,其性能的优劣将直接影响光伏组件输出功率的大小和使用寿命。采用两种不同的胶膜封装n型TOPCon光伏组件,并通过湿热、热循环、电势诱导衰减(PID)测试,研究两种胶膜封装的光伏组件的电性能和可靠性。实验结果表明:正、背面均采用聚烯烃弹性体(POE)胶膜的光伏组件较正面POE胶膜+背面聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜的光伏组件最大功率高2.2 W,光电转换效率高0.08%;正、背面均采用POE胶膜的光伏组件在经过湿热、PID测试后输出功率衰减也低于正面POE胶膜+背面EVA胶膜的光伏组件。POE胶膜可在一定程度上降低出现PID现象的风险,在很大程度上延长光伏组件的使用寿命,因此越来越多的双玻光伏组件开始使用POE胶膜。

TOPCon太阳电池背面叠层poly工艺的优化及其对电性能的影响

通过增加TOPCon太阳电池poly层中的磷掺杂浓度可以增强poly层与硅基底之间的钝化效果并提高poly层与金属电极间的接触能力,但过高的掺杂浓度会导致磷原子扩散到硅基底,破坏氧化层与硅基底之间的界面钝化效果。为了解决这一问题,提出在poly层中间增加一层薄的氧化层作为阻挡层(即叠层poly工艺,下文简称为“叠层工艺”)的方案,将原本单一的poly-Si磷掺杂进行双层分布,底层poly-Si轻掺杂,表层poly-Si重掺杂;对常规工艺和叠层工艺制备TOPCon的太阳电池进行对比试验后,进一步优化叠层工艺,调整中间氧化层厚度,并研究不同中间氧化层厚度的叠层工艺对TOPCon太阳电池电性能的影响。实验结果表明:1)叠层工艺可以提高TOPCon太阳电池的电性能;2)当中间氧化层厚度提升至1.5 nm时,太阳电池的光电转换效率达到最高值(25.66%)。但中间氧化层的厚度是一个需要精确控制的工艺参数,需找到最佳的厚度平衡点,以提高太阳电池性能。

TOPCon电池中的EL卡点印缺陷分析

阐述PE-Poly是N型TOPCon太阳电池工艺中的难点与关键,电致发光(EL)卡点印是PE-Poly路线TOPCon电池主要缺陷之一。基于PE-poly路线TOPCon电池量产设备和工艺,通过电性能测试、椭偏仪测试、QE测试以及对比实验,针对此类电池EL缺陷问题进行分类研究,为电池片制程良率提升提供改善方向。

TOPCon光伏电池技术研究进展综述

光伏技术作为一种可再生能源解决方案,具有巨大的潜力来推动清洁能源的发展。光伏电池TOPCon技术以其出色的效率和可靠性,成为光伏领域备受关注的新兴技术。2022年被普遍认为是TOPCon电池量产元年,之后,TOPCon电池需求呈现井喷式态势,N型TOPCon技术进入发展加速期,市场占有率进一步提升。本文主要介绍了TOPCon光伏电池技术的生产工艺、发展趋势等。

光电性能可调的TiN薄膜及在TOPCon太阳电池的应用

采用直流磁控溅射制备了光电性能可调的氮化钛(TiN)薄膜,TiN薄膜的透过率随沉积压强和氮气浓度升高而升高;电导率随溅射功率升高而升高、随沉积压强和氮气浓度升高而降低。TiN的可见光平均透过率为0%~60%,氮气浓度和沉积压强较低时制备的TiN薄膜具有优异的电导率(4000 S/cm)。将高电导率的TiN薄膜应用于隧穿氧化钝化接触太阳电池(TOPCon),改善了多晶硅层(Poly-Si)与银电极界面接触,提高了填充因子,为实现高效TOPCon太阳电池提供了有效途径。

LPCVD法制备TOPCon太阳能电池工艺研究

本文主要对低压化学气相沉积(LPCVD)法制备N型高效晶硅隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)电池工艺进行研究。分析LPCVD法制备隧穿氧化层及多晶硅层的影响因素,研究了不同氧化层厚度、多晶硅厚度及多晶硅层中P掺杂量对太阳能电池转换效率的影响。结果表明:当隧穿氧化层厚度在1.55 nm时,钝化效果最佳;多晶硅层厚度120 nm时V_(oc)达到最高值;多晶硅层厚度在90 nm时E_(ff)最高。当P掺杂量为3.0×10^(15)cm^(-2)时可获得较高的Voc,原因是随着P掺杂量的增加,多晶硅层场钝化效果提高。

p型TOPCon技术及其在高效晶体硅太阳电池应用的研究进展

隧穿氧化硅钝化接触(TOPCon)晶体硅太阳电池被广泛认可为下一代高效太阳电池技术,n型TOPCon技术已成为当前新上生产线的主流方案。p型TOPCon技术虽然更加适合p型晶体硅太阳电池产业生态,却因其关键钝化接触性能提升困难、已有技术方案不适合量产等因素而发展缓慢。基于p型TOPCon技术的重要性,详细介绍了p型TOPCon技术的研究进展,并探讨了制约该技术钝化性能提升的关键科学问题。从国内外的研究结果来看,分别基于LPCVD技术及PECVD技术的p型TOPCon技术在钝化性能上均取得了进步,获得最高隐含开路电压(对应的最低单面饱和电流密度)分别达到737 mV(2 fA/cm^(2))和732 mV(约5 fA/cm^(2))的p型TOPCon结构,已初步显示出产业应用潜力。开发具有产业应用价值的p型TOPCon技术对晶体硅太阳电池产业的发展具有重要意义,值得全行业进一步深入研究。

ITO薄膜和新型金属化对双面TOPCon电池电性能的影响研究

使用磁控溅射设备制备ITO薄膜和全面积银电极,该文分析了ITO薄膜沉积速率、方块电阻、电阻率和透射率的变化情况,以确定最佳工艺,再对电池的发射极和n型多晶硅钝化性能进行测试分析。使用最佳工艺在TOPCon半成品电池正面和背面沉积ITO薄膜和银电极,测试、分析其对电性能的影响。研究结果表明,当溅射时间为24 min时,电阻率相对较小,透过率对应值大约为88%和86%。当正面光照IV测试时,TOPCon电池背面沉积ITO薄膜和银电极比常规浆料印刷电极的短路电流、填充因子和转换效率分别高了61 mA、1.6%和0.28%,且全面积金属电极与氧化硅层、衬底及多晶硅层的接触电阻满足要求。

低温暗退火对TOPCon结构钝化性能的影响

n型隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)结构用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备,完成高温快速烧结后,再经过低温暗退火可以极大地提升钝化接触的性能,主要表现在隐含开路电压上升和饱和电流密度下降,其原理是通过低温暗退火的方法激活氢原子,使SiNx:H中的氢原子向内部扩散,Si-SiO2界面进一步氢钝化来提高钝化性能。研究结果表明:钝化膜层的质量、暗退火工艺的退火温度和退火时间等对钝化性能提升有很大影响。在最佳退火条件下,获得了6137μs和0.7422 V的高少子寿命和高隐含开路电压,以及3.66fA/cm^(2)的低饱和电流密度。

管式PECVD制备掺杂非晶硅薄膜性能研究及TOPCon电池制备

描述了管式等离子体增强化学气相沉积 (PECVD) 的各项沉积参数对硅太阳能电池重掺杂硅基钝化接触(SiOx/Poly-Si(n+))的影响。通过改变沉积压力、硅烷氩气流量比例,在250Pa压力,硅烷氩气流量比1:4的条件下获得无爆膜,隐含开路电压(iVoc)达到738mV以上,单面饱和电流密度J0低至4.5A/cm2的隧穿钝化结构。基于隧穿钝化结构最优沉积条件,研究了不同退火温度对接触电阻率和单面饱和电流密度的影响,在920℃退火条件制备出电池效率25.16%的TOPCon电池。

n型TOPCon光伏电池标准化研究

为推动n型TOPCon光伏电池标准化,基于n型电池技术发展现状,对n型TOPCon电池标准指标展开理论分析,并开展弯曲度与电极抗拉强度、可靠性、初始光致衰减等标准指标的试验验证,最后提出n型TOPCon电池标准化的建议。

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。

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%。

对Topcon RM-A7000型自动验光仪的临床评估

电脑自动验光仪在临床已使用了10多年,其快速,简便的特点已深受临床工作者的欢迎。但由于设计上的不足,个体调节力差异,其结果也有不准确之处。为此,我们设计了该临床研究,以评估在近视、远视、散光、带病变的屈光不正眼等门诊配镜病例中,常规的配镜方法与TOPCON RM—A7000型自动验光仪的差别。1 资料与方法 Topcon