銀催化腐蝕制備單晶黑硅太陽能電池及性能研究.pdf

1、光伏發(fā)電是在可見時代內最具實用價值的新型能源，而晶硅太陽能電池在近幾十年內仍將占據(jù)光伏發(fā)電的主要市場。目前，限制光伏發(fā)電應用的主要因素為電池轉化效率較低，而提升光的吸收利用是有效提升電池效率的方法之一。相對于傳統(tǒng)晶硅電池，黑硅電池能夠有效降低電池表面反射率，被業(yè)界期待成為實現(xiàn)高效率太陽電池的重要技術手段，在未來的產業(yè)界中具有廣闊的發(fā)展前景。
　　本論文主要圍繞單晶黑硅電池進行研究，使用銀催化腐蝕在金字塔絨面上生長出納米孔狀結構并制

2、備出單晶黑硅太陽能電池，重點研究反應時間對納米結構形貌和表面反射率的影響及電池電學性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，反應時間延長能夠增大納米孔結構長度，導致硅片表面有效降低反射率至3％以下，但納米孔長度的增大會導致黑硅電池表面復合加劇，降低黑硅電池的少子壽命，導致電池的開路電壓和短路電流明顯降低，影響電池的電學性能。
　　針對黑硅電池表面復合的問題，本文采用NH4OH弱堿溶液對制備的納米絨面進行表面修正。研究NH4OH溶液腐蝕對不同納米結構的

3、影響及對黑硅電池的電學性能的影響。研究結果表面，NH4OH溶液能夠有效降低納米絨面的表面增長比，降低納米絨面的表面復合，從而將納米絨面的少子壽命最高提升到42.04μs。隨著NH4OH溶液腐蝕時間的增長，黑硅電池的少子壽命不斷提升，使得黑硅電池的開路電壓達到了金字塔電池相同的602mV,同時黑硅電池的短路電池也得到提升，但由于腐蝕后的電池表面反射率有所提升，因此在腐蝕時間為10min時，電池性能實現(xiàn)最優(yōu)，電池短路電流相比于金字塔電池提升

4、0.9mA/cm2，電池效率提升了0.3％，證明了黑硅電池在提升晶硅電池轉換效率的潛力。
　　黑硅電池雖然能夠有效降低電池的表面反射率，但電池在短波段內量子效率較低，無法有效利用光能，因此本文采用熔融法生長出含Eu2+∶ ZnCdSx稀土半導體微晶硅酸鹽化合物，并研究其發(fā)光特性，期待將其應用到產業(yè)界中。研究結果表面。通過退火時間的控制，可以很好控制半導體微晶的尺寸，調節(jié)半導體微晶的能帶寬度，得到超過20％的量子發(fā)光轉換效率。同時我