论文部分内容阅读
降低单晶硅太阳能电池的成本和提高光电转换效率一直是多年来研究的热点。从单晶硅太阳能电池结构的发展过程可以看出,人们一直在陷光结构上投入了很大精力。理想的陷光结构可以最大程度的增加吸收光,实现最大限度的光电转换。在众多的陷光结构中硅表面织构是最易实现和高效的,不仅可以降低表面的反射率,而且可以使光倾斜射入电池增加光程,更有效的提高电池的转换效率。现阶段硅表面织构主要利用碱溶液的各项异性腐蚀实现。NaOH溶液作刻蚀液,异丙醇作表面活性剂是最广泛应用的一种刻蚀方法。但异丙醇易挥发,尤其是在较高温度下,在反应过程中需要不断添加,导致表面织构成本始终无法降低。多年来人们一直在寻找成本低廉的腐蚀液和新的织构方法。本文研究了单晶硅表面织构的制备方法,主要是基于金属网的刻蚀方法。利用漫反射测量系统、AFM、SEM等测试分析设备对硅绒面进行了测试分析,研究了刻蚀过程中的影响因素。首先采用NaOH溶液基于金属网对单晶硅片进行制绒,得到了平均反射率为15.8%的硅绒面。虽然这种方法可以不使用任何表面活性剂,但是其制绒效果依然不能和传统工艺相比。为了进一步提高刻蚀效果,本文提出并实现了一种基于金属网的Na2CO3单晶硅太阳能电池制绒方法。采用这种方法成功制得了低反射率的硅绒面,而且刻蚀成本较传统工艺低。刻蚀过程中产生的气泡会附着在硅片表面阻碍反应进行,此方法引进不锈钢网以达到消除硅片表面气泡的目的。我们从表面反射率,表面形貌,刻蚀速率等方面对这种刻蚀方法进行了评估。本文研究了金属网孔径和金属网与硅片之间的间隔距离对制绒效果的影响,发现1mm孔径的金属网,1mm间隔距离是最佳条件。我们利用优化的溶液浓度,金属网孔径,金属网和硅片的距离,反应温度和反应时间等条件,制备出了平均反射率为10.7%的硅绒面,金字塔大小均匀,单体尺寸在4~8μm之间,而且提高了绒面的整体均匀性。这种新方法和传统的方法相比不需要任何表面活性剂,降低了成本,材料的花费由0.064美元/片降低到0.025美元/片,为单晶硅太阳能电池制绒提供了一条新的途径。