太阳能是重要的可再生能源之一,近年来,光伏市场得到了快速的发展,但同时也存在许多挑战。其中,高纯度硅原料短缺和太阳电池的高成本是主要的问题。太阳电池产业发展的关键是寻找低成本工艺和开辟新型结构的太阳电池。本文提出了一种在铝表面制备硅颗粒太阳电池的方法。将硅颗粒铺在铝片表面,通过烧结使硅颗粒与铝钎焊接在一起,并在硅和铝的交界处形成铝合金PN结。 本文对铝片衬底制备硅颗粒太阳电池的各个工艺理论进行了研究。 研究了硅颗粒和铝片的烧结条件,分析了烧结温度、时间和降温方式对烧结工艺的影响,确定了591℃恒温1分钟阶梯降温模式烧结形成较好PN结的工艺条件。 研究了不同浓度配比的腐蚀液在不同温度下对硅和铝的选择性腐蚀速率,以解决对新型铝衬底硅颗粒太阳电池的硅和铝的选择性腐蚀问题。实验中采用10％的NaOH溶液40℃时腐蚀铝及其硅铝合金,腐蚀速率约为4μm/min,而对硅基本没有腐蚀作用,可以满足只腐蚀铝而不腐蚀硅的要求。体积比HF：HNO3：H2O=10：5：4的抛光液对硅的腐蚀速率约为5.24μm/min,而对铝基本没有腐蚀作用,可以满足只腐蚀硅而不腐蚀铝的要求。 研究了阳极氧化法、涂覆聚酰亚胺法、电泳丙烯酸树脂法和真空热压PET法制备绝缘层,分析了各种制备方法的优劣。其中PET是制备铝衬底硅颗粒太阳电池比较理想的绝缘材料。 用以上工艺制备的铝衬底硅颗粒太阳电池,上表面采用溅射沉积ZnO透明导电层作为上电极,其光电转换效率达到了4.19％。