基于飛秒激光加工的硅太陽能電池.pdf

1、太陽能電池是一種光能轉(zhuǎn)換成電能的重要器件。目前，在單晶硅、多晶硅、非晶硅、多元化合物等眾多太陽能電池種類中，非晶硅太陽能電池因其制作成本相對低廉而成為最有發(fā)展前途的新型太陽能電池之一。但由于非晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率較低，限制了其大規(guī)模生產(chǎn)。隨著激光技術(shù)的發(fā)展，飛秒激光已經(jīng)逐漸成為一種有效材料微納加工工具。但是，目前采用飛秒激光直掃技術(shù)以提高硅太陽能電池效率的工作，尚鮮有報道。我們采用該直掃技術(shù)，對非晶硅太陽電池硅膜表面絨面處理，可

2、較大提高電池效率。
　　本文主要從提高非晶硅太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的角度出發(fā),基于現(xiàn)有的飛秒激光處理技術(shù)，分別對非晶硅太陽能電池的正面和背面進行直掃。在對太陽能電池背面處理時，通過恒速移動線偏振飛秒激光焦點對非晶硅 pin太陽能電池裸露的n型硅膜表面進行處理，刻蝕出周期性條紋狀結(jié)構(gòu)，并在硅膜刻蝕區(qū)域表面上形成多孔微結(jié)構(gòu),然后比較經(jīng)飛秒激光處理前后太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換特性，特別是比較處理前后的開路電壓(Voc)和短路電流(Isc)。

3、結(jié)果發(fā)現(xiàn)：太陽能電池經(jīng)過飛秒激光直掃后，Voc和Isc有著明顯提高，兩者乘積最大可增大為處理前9倍。對非晶硅太陽能電池正面處理時，恒速移動線偏振的飛秒激光焦點透過玻璃基底刻蝕在p型硅膜上，刻蝕出周期性條紋狀結(jié)構(gòu)。通過比較太陽能電池經(jīng)飛秒激光處理前后的Voc、Isc我們發(fā)現(xiàn)兩者乘積最大可變?yōu)樘幚砬?倍。為進一步降低加工成本，我們又采用納秒激光對非晶硅太陽能電池進行處理。實驗發(fā)現(xiàn)，非晶硅太陽能電池經(jīng)過納秒激光處理前后，Voc、Isc兩者乘積