论文部分内容阅读
n型硅太阳电池以其优异的性能越来越受到研究人员和企业的青睐。pn结的形成和特性的优化是提高最终n型硅太阳电池转化效率的关键。传统n型硅衬底形成pn结的方法,如硼扩散、硼注入,存在着诸多问题。铝掺杂形成Al-p+发射极制备n型太阳电池以其廉价、不改动传统生产线的构成就可以大幅提高电池效率等优点正受到广泛关注。本论文从利用快速热处理法烧结铝浆制备Al-p+发射极的工艺出发,重点探索了不同实验参数对其所产生的影响,得出了最优化的实验条件,并基于这些研究结果制备了Al-p+发射极n型背结太阳电池。主要研究工作如下：(1)研究了在n型硅衬底上丝网印刷铝浆并合金化形成Al-p+发射极的方法。利用快速热处理方法制备了pn结均匀性良好的Al-p+发射极,研究了不同预制铝层、气体环境、铝粉颗粒大小、铝浆厚度以及烧结温度等条件对结深的影响,发现用直径1～3μm铝粉与5～8μm铝粉按3：1比例混合制备铝浆,在n型硅衬底上丝网印刷质量密度约为6-7mg/cm2的铝浆,用RTP在空气环境中875℃时烧结15s制备pn结的性能较好。(2)研究了对已合金形成Al-p+发射极样品进行表面处理的方法。发现先用HCl和H202的混合溶液在沸腾时处理10分钟,取出放入丙酮溶液中浸泡并清洗,再用33%的KOH溶液在80℃时腐蚀30 s后用热HC1浸泡并清洗能获得效果良好的基于n型硅衬底的Al-p+发射极。(3)设计并制备了基于Al-p+发射极的n型背结太阳电池。用RTP技术和工业上常用的技术,根据实验室工艺条件设计了基于Al-p+发射极的n+np+型太阳电池实验方案,成功制备出n型Al-p+发射极背结太阳电池,并研究了其光伏特性。本文研究了形成Al-p+发射极的实验条件以及影响因素,开发了一整套基于n型衬底的Al-p+发射极背结太阳电池工艺流程,并根据此工艺流程制备了太阳电池原型器件,对工业化大规模生产由传统p型衬底向n型衬底转型具有一定的参考价值。