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商业化太阳电池降低成本的有效途径之一是提高现有电池的光电转换效率。尽管多晶硅电池效率比单晶硅太阳电池低约2%,由于其材料制作成本低于单晶硅材料,因此多晶硅组件比单晶硅组件具有更大的降低成本的潜力。然而多晶硅太阳电池的表面各晶粒的晶向不一致,缺乏有效的绒面技术。而单晶硅电池,目前实验室的高效单晶硅太阳电池的效率已大于24%。但工艺复杂,成本较高。单晶硅商业化电池效率较低,一直徘徊在13%-15%左右。如何将实验室的高效单晶硅电池的制备工艺经过适当简化应用到工业生产上去,提高商业化电池的效率,是迫切要解决的问题。刻槽埋栅电池正是借鉴了高效率电池的优点,结合常规电池的工艺发展起来的一种新颖电池,电池效率在15%-17%之间,成本与常规电池基本相同,极具发展潜力。本文针对上述两个问题,进行了多晶硅太阳电池的绒面技术和机械刻槽电池的研究,得出了以下结果: 1.多晶硅太阳电池的绒面技术。 由于以HF+HNO3+H2O为溶液各向同性腐蚀与硅片的掺杂浓度有关,结合生产太阳电池的实际需要,本文重点研究了电阻率1Ω.cm左右的多晶硅的腐蚀情况,结果如下: (1) 反射特性 在适当的HF+HNO3+H2O溶液中制备的多晶硅电池的绒面,其反射率降到了5.7%。可以和具有TiO2-MgF2双层减反射膜的常规碱腐蚀的结果相比拟,且在能量较高的短波范围内具有更好的减反射特性。这对于提高太阳电池的效率是极有益的。 (2) 反射特性、形貌和腐蚀液的关系 1)在高HNO3的溶液中,近似化学抛光,制备的样品表面相对光滑。适当溶液中,控制好反应时间使表面呈现蓝色,硅腐蚀表面覆盖了一层SiO2的减反射膜,反射率降到了9.3%,比氧化生成SiO2的减反射效果好。2)在高HF的溶液中,能够形成多孔的表面,HNO3的浓度不变,随着HF浓度的降低,反应速度较慢, 郑州大学硕士学位论文 摘要腐蚀的结构更加细化,均匀,粗糙,有利于光的吸收。最好的实验结果反射率降到了5.7%。 (3)&&lA$d 反应在机械损伤处发生优先腐蚀,导致较小的凹陷,这些凹陷逐渐增大,最后变成坑,通过化学腐蚀可以同时完成绒面的织构和去除机械损伤,简化了太阳电地的生产工艺。 2.机械刻槽电池 电池结构的设计是依据BP公司的刻槽电池设计的,在以前工作的基础上,进一步改变化学镀工艺条件,是串联电阻由原来的 0.So降低到了 0.IQ,并联电阻由原来 45 Q增加到了 11 19.7 Q。使填充因子由原来的 49.80增加到了 66.3%。电池效率有7.4%提高了8.2%,加上绒面工艺能达到9.l%。若进一步改善铝背场及扩散工艺条件,有望达到 14%的效率。