晶體硅太陽電池表面陷光結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、作為太陽能利用的重要組成部分，光伏發(fā)電是一種清潔的、用之不竭的可再生綠色新能源，受到越來越多的關(guān)注。近年來全球光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度迅猛，而我國光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)穩(wěn)居全球第一。但是，國內(nèi)相關(guān)的科學(xué)研究還很缺乏，技術(shù)積累薄弱，阻礙了光伏產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。因此，開展此方面的基礎(chǔ)研究具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　 目前，晶體硅(包括單晶硅、多晶硅和帶硅等)太陽電池占光伏產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)份額的90％以上，在2020年之前，晶體硅太陽電池的統(tǒng)治地位

2、難以撼動(dòng)。由于硅材料成本居高不下，減薄硅片厚度成為降低電池生產(chǎn)成本最有效的手段。在硅片變薄的同時(shí)，對(duì)光吸收效率和表面鈍化的要求也增加了。增強(qiáng)光吸收對(duì)保持薄片晶體硅太陽電池的性能穩(wěn)定和進(jìn)一步提升轉(zhuǎn)換效率十分重要。圍繞晶體硅太陽電池的光吸收問題，本文進(jìn)行了一系列研究，包括表面損傷對(duì)單晶硅制絨的影響，多孔硅的生成以及形貌調(diào)控，新型的多孔-金字塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。得出了如下結(jié)論：
　　 1.硅片表面損傷較嚴(yán)重時(shí)，在制絨的過程中硅片表面金

3、字塔結(jié)構(gòu)的長大很不規(guī)則；硅片表面損傷較輕時(shí)，金字塔結(jié)構(gòu)的長大相對(duì)規(guī)則。在80℃下20wt％KOH的溶液中處理40s后，進(jìn)行60min的制絨處理能得到較好的反射性能，同時(shí)可將硅片表面損傷完全去除，這樣能減少腐蝕過程對(duì)硅片的總消耗量。
　　 2.在50℃下5M HF+0.14M Fe(NO3)3溶液中反應(yīng)，硅片表面容易得到雜亂的多孔結(jié)構(gòu)。增加HF和Fe(NO3)3的濃度，能夠得到腐蝕凹坑內(nèi)密布多孔結(jié)構(gòu)的表面形貌。在50℃下10M H

4、F的溶液中，將Fe(NO3)3的濃度從0.2M增加到0.4M時(shí)，腐蝕凹坑內(nèi)的多孔結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑿〉耐黄?，?dǎo)致表面反射率值急劇增大。
　　 3.在HF/Fe(NO3)3溶液中加入AgNO3可以在硅片表面沉積銀顆粒，進(jìn)而增強(qiáng)Fe3+得到電子的能力，并加速還原反應(yīng)的進(jìn)行，極大的增加單晶硅片表面多孔結(jié)構(gòu)的覆蓋率和均勻性。當(dāng)沉積的銀顆粒較多且連接在一起時(shí)可以腐蝕得到納米硅絲，銀顆粒分散則可腐蝕得到深孔結(jié)構(gòu)。
　　 4.在多晶硅表面制

5、作多孔硅結(jié)構(gòu)以及沉積氮化硅薄膜均能夠得到非常好的減反射效果，在多晶硅表面生成的多孔硅在大范圍內(nèi)比較均勻，而在晶界等表面缺陷處生成排列整齊的孔狀結(jié)構(gòu)。在沒有金屬顆粒輔助的情況下，拋光的硅片表面難以生成均勻的多孔結(jié)構(gòu)。
　　 5.在多孔.金字塔結(jié)構(gòu)制作中，二次腐蝕時(shí)間為30min時(shí)，金字塔基本保留，硅片表面反射性能達(dá)到最好。隨著在HF/Fe(NO3)3溶液中反應(yīng)時(shí)間的增加，硅片的少子壽命降低。綜合考慮反射性能和少子壽命，經(jīng)過60mi