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(BBr₃)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/cm²。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46 Ω/□,金属接触电阻为2.3 mΩ·cm². 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。     

CIGS薄膜太阳电池产业化的最新进展及发展趋势

Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜太阳电池已经进入产业化快速发展阶段,显示出良好的发展趋势。本文就近年来CIGS薄膜太阳电池基础研究和产业化技术所取得重大突破性进展及产业化现状进行了概述。在基础研究方面,共蒸发法制备的小面积电池效率达到20.3%,非真空低成本涂覆法制备的电池效率达到17.1%。在产业化方面,商品化组件效率与小面积电池效率差距大幅度缩小,30 cm×30 cm电池组件效率达到17.8%,160 cm×66 cm大面积组件效率达到15.7%,产量和产能大幅增长。CIGS太阳电池产业化的技术路线很多,发展的重点各不相同,但最终也许会有一种解决方案集中所有技术的优点,成为产业化的主流,为未来世界能源供应和制造工业做出巨大贡献。     

硅异质结电池界面处理关键工艺的研究

薄膜硅/晶体硅异质结(HIT)太阳电池是界面器件,其界面性质直接决定器件的性能.本文采用简化的RCA清洗并结合氧化膜保护工艺对硅片进行前期处理;采用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)制备薄膜硅/晶体硅异质结;通过光发射谱(OES)研究了PECVD在不同的匹配速度下起辉基元浓度随时间的变化,证实了基元浓度的不稳定对电池界面性质有一定的影响;分析了退火工艺对异质结的界面特性的影响,在10-4 Pa量级的背景真空和200℃下进行退火,可显著提高电池开路电压Voc和填充因子FF.本文结果表明:硅片前期处理的氧化膜保护工艺及后退火处理,皆可明显地改善HIT电池的界面性质、提高电池的转换效率.     

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1 500 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1.40×10²⁰ 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/cm²,开路电压(V_oc)达到726.4 mV,填充因子(FF)为83.54%。     

用于HIT太阳能电池的ITO薄膜制备与性能研究

采用中频脉冲磁控溅射工艺制备ITO薄膜,研究了衬底温度和溅射功率对薄膜性能的影响.通过对二者的优化,获得了方阻为2.99Ω/□,电阻率为1.76×10-4Ω·cm,可见光波段(400～800 nm)平均透过率为82.3;的ITO薄膜.将优化后的薄膜用于电池上,制出了转化效率为14.04;的HIT太阳能电池.     

热丝CVD法沉积固态扩散源制备晶硅太阳电池p+/n+发射极研究

为进一步提高晶硅太阳能电池发射极的性能,本文提出了一种新的发射极制备技术-低温CVD法沉积固态薄膜扩散源并进行高温扩散.采用热丝化学气相沉积法(HWCVD)在单晶硅片上沉积重掺杂硅基薄膜作为固态扩散源,然后在空气氛围下的管式炉中进行高温扩散,最后用稀HF溶液去除表面的BSG/PSG.通过掺磷薄膜扩散在P型单晶硅片上制备了方阻在50～250 Ω/□范围内可控的n+型发射极;通过掺硼薄膜扩散在N型硅片上制备了方阻在150 ～600Ω/□□范围内可控的p+型发射极.并且通过在源气体中加入CO2作为氧源,实现了扩散后硅片表面残留扩散源层的彻底去除.     

多晶硅的反应离子刻蚀(R IE)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SiNx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.     

吸收层成份比例对CIGS太阳电池性能的影响

本文利用传统的共蒸发三步法制备了CIGS薄膜及电池器件,通过X射线荧光光谱仪(XRF)、扫描电镜(SEM)、Hall测试仪、太阳光模拟器I-V曲线测试等方法,研究了Cu和Ga元素比例的不同对电池二极管特性及效率的影响,获得了Cu/(In+ Ga)比值为0.89～0.93、Ga/(In+ Ga)比值为0.29～ 0.33是制备高效电池的理想范围的结论,并分析了偏离理想成份范围的电池性能下降的原因.最后通过工艺优化,制备出理想成份范围内的高质量CIGS薄膜,获得了15.27;的高转换效率电池.     

低表面浓度磷掺杂的高方阻P-N结发射极制备工艺

制备P-N结发射极的常规扩散工艺主要包括预淀积和高温推阱两个步骤。本文采用在高温推阱之后施加一步保温过程的工艺方案,在p型多晶硅片上制备了低表面浓度磷掺杂的高方阻发射极,研究了不同保温温度对P-N结发射极的方阻和磷原子掺杂分布的影响。结果表明,当完成高温推阱后,在650~750 ℃温度范围内施加保温工艺所得P-N结的方阻值反向升高,同时二次离子质谱(SIMS)测试结果表明,硅片表层区域的磷原子掺杂浓度相应降低。与常规扩散工艺相比,采用在700 ℃下保温15 min时所得P-N结的方阻升高约3.2 Ω/□,所得相应太阳能电池光电转换效率E_ff达到18.69%,比产线工艺提高约0.23%。     

具有雷达波隐身功能的红外窗口的研制

介绍了一种既高效透过红外光,同时又能有效屏蔽电磁干扰的金属网栅薄膜的基本原理和制备工艺.分析了网栅参数对其光学及电磁性能的影响,推导了金属网栅结构参数对雷达波屏蔽效率和透红外关系式.理论研究表明,金属网栅的周期选择在200～400μm之间,线宽不大于10μm,是较为理想的网栅参数.通过使用光刻和镀膜技术,在红外基片上制作线条宽度小于10μm,周期约350μm的金属网栅.