電化學(xué)腐蝕法制備多孔硅與太陽(yáng)能電池減反射層及其性質(zhì)的研究.pdf

1、1981年，G.C.Jain等人第一次在世界上報(bào)導(dǎo)了由電化學(xué)腐蝕法制備的多孔硅作為太陽(yáng)能電池減反射層。從而拉開(kāi)多孔硅作為太陽(yáng)能電池減反射層研究的序章。用多孔硅作為表面絨面來(lái)增強(qiáng)硅基太陽(yáng)能電池的性能，不像傳統(tǒng)的NaOH或者KOH溶液的絨面腐蝕只能用于<100>取向的單晶硅襯底，多孔硅可以在任何取向的單晶硅或多晶硅表面腐蝕成型，并且多孔硅覆蓋在硅上的減反射可以和其它復(fù)雜的表面絨面技術(shù)相比擬。經(jīng)過(guò)幾十年的研究，多孔硅作為太陽(yáng)能電池減反射層的制

2、備和性能的研究都有了很大進(jìn)展。但是，如何進(jìn)一步降低多孔硅的反射率，提高它的少數(shù)載流子壽命，形成孔洞均勻的多孔硅，擴(kuò)大與硅基太陽(yáng)能電池其它工藝的兼容性等這些問(wèn)題都有待解決。 本文首先綜述了目前多孔硅作為太陽(yáng)能電池減反射層的研究背景、研究目的和意義、研究現(xiàn)狀、形成機(jī)理、制備方法及分析技術(shù)，然后著重介紹了電化學(xué)腐蝕法制備多孔硅的工藝特點(diǎn)、技術(shù)要素，以及詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并且對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了全面而又深刻的分析。 硅片減薄，制絨，擴(kuò)

3、散形成n+p結(jié)，去除磷硅玻璃，刻蝕在擴(kuò)散時(shí)硅片邊緣形成的n+區(qū)域。然后，化學(xué)氣相淀積(PECVD)形成表面鈍化層Si3N4，最后絲網(wǎng)印刷形成Al背場(chǎng)，背電極和正面柵線，這些工序構(gòu)成了常規(guī)工藝下硅基太陽(yáng)能電池的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。而各道工序后的太陽(yáng)能電池片的反射率和少數(shù)載流子壽命都有所不同，這和電池表面層的光電物理性能有著密切的關(guān)系。 本文通過(guò)對(duì)電化學(xué)腐蝕法制備多孔硅作為太陽(yáng)能電池減反射層過(guò)程中各工藝參數(shù)的不斷優(yōu)化，成功的制備出具有世界

4、先進(jìn)水平的極低反射率(1.42％，380～1100nm)的多孔硅，此結(jié)果逼近常規(guī)工藝下的硅基太陽(yáng)能電池的反射率0.33％(380～1100nm)。并且首次發(fā)現(xiàn)多孔硅在擴(kuò)散，沈磷，刻蝕后的少數(shù)載流子壽命超越了常規(guī)工藝下的硅基太陽(yáng)能電池的少數(shù)載流子壽命(分別為3.19μs和3.03μs)。這些成果是本課題研究的核心，也是技術(shù)上的創(chuàng)新點(diǎn)。 為了擴(kuò)大多孔硅與硅基太陽(yáng)能電池其它工藝的兼容性，致力于探索在擴(kuò)散后形成厚度為納米級(jí)的極低反射率的