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列數(shù)各類高效晶硅太陽能電池

發(fā)布時間:2012年5月5日 來源:

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  常規(guī)鋁吸雜工藝是在電池的背面蒸鍍鋁膜后經(jīng)過燒結(jié)形成,也可同時形成電池的背場。近幾年在吸雜上的工作證明,它對高效單晶硅太陽電池及多晶硅太陽電池都會產(chǎn)生一定的作用。


  鈍化是提高多晶硅質(zhì)量的有效方法。一種方法是采用氫鈍化,鈍化硅體內(nèi)的懸掛鍵等缺陷。在晶體生長中受應(yīng)力等影響造成缺陷越多的硅材料,氫鈍化的效果越好。氫鈍化可采用離子注入或等離子體處理。在多晶硅太陽電池表面采用pECVD法鍍上一層氮化硅減反射膜,由于硅烷分解時產(chǎn)生氫離子,對多晶硅可產(chǎn)生氫鈍化的效果。


  在高效太陽電池上常采用表面氧鈍化的技術(shù)來提高太陽電池的效率,近年來在光伏級的晶體硅材料上使用也有明顯的效果,尤其采用熱氧化法效果更明顯。使用PECVD法在更低的溫度下進行表面氧化,近年來也被使用,具有一定的效果。


  多晶硅太陽電池的表面由于存在多種晶向,不如(100)晶向的單晶硅那樣能經(jīng)由腐蝕得到理想的絨面結(jié)、構(gòu),因而對其表面進行各種處理以達減反射的作用也為近期研究目標(biāo),其中采用多刀砂輪進行表面刻槽,對10cmX10cm面積硅片的工序時間可降到30秒,具有了一定的實用潛力。


  多孔硅作為多晶硅太陽電池的減反射膜具有實用意義,其減反射的作用已能與雙重減反射膜相比,所得多晶硅電池的效率也能達到13。4%。我國北京有色金屬研究總院及中科院感光化學(xué)研究所共同研制的在絲網(wǎng)印刷的多晶硅太陽電池上使用多孔硅也已達到接近實用的結(jié)果。


  由于多晶硅材料制作成本低于單晶硅cZ材料,因此多晶硅組件比單晶硅組件具有更大的降低成本的潛力,因而提高多晶硅電池效率的研究工作也受到普遍重視。近10年來多晶硅高效電池的發(fā)展很快,其中比較有代表性的工作是Geogia Tech電池,UNSW電池,Kysera電池等。


  (1)Geogia Tech電池


  Geogia工業(yè)大學(xué)光伏中心使用電阻率0.65 Ωcm、厚度280µm的HEM(熱交換法)多晶硅片制作電池,n+發(fā)射區(qū)的形成和磷吸雜結(jié)合,采用快速熱過程制備鋁背場,用lift一off法制備Ti/Pd/Ag前電極,并加雙層減反射膜。1cm2電池的效率AM1.5下達到18.6%。


  (2)UNSw電池


  uNsw光伏中心的高效多晶硅電池工藝基本上與PER1。電池類似,只是前表面織構(gòu)化不是倒金字塔,而是用光刻和腐蝕工藝制備的蜂窩結(jié)構(gòu)。多晶硅片由意大利的Eurosolare提供,lcm2電池的效率AMI·5下,達到19.8%,這是目前水平最高的多晶硅電池的研究結(jié)果。該工藝打破了多晶硅電池不適合采用高溫過程的傳統(tǒng)觀念。


  (3)Kysera電池


  日本ky0cera公司在多晶硅高效電池上采用體鈍化和表面鈍化技術(shù),PECVD SiN膜既作為減反射膜,又作為體鈍化措施,表面織構(gòu)化采用反應(yīng)性粒子刻邊技術(shù)。背場則采用絲印鋁獎燒結(jié)形成。電池前面柵線也采用絲印技術(shù)。15cmX15cm大面積多晶硅電池效率達17.1%。目前日本正計劃實現(xiàn)這種電池的產(chǎn)業(yè)化。


  (4)我國多晶硅電池


  北京有色金屬研究總院在多晶硅電池方面作了大量研究工作,目前10cmX10cm電池效率達到11.8%。北京市太陽能研究所在“九五”期間開展了多晶硅電池研究,1cm2電池效率達到14·5%。我國中試生產(chǎn)的10cmX10cm多晶硅太陽電池的效率為10一11%,最高效率為12%。

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