常規鋁吸雜工藝是在電池的背面蒸鍍鋁膜后經過燒結形成,也可同時形成電池的背場。近幾年在吸雜上的工作證明,它對高效單晶硅太陽電池及多晶硅太陽電池都會產生一定的作用。
鈍化是提高多晶硅質量的有效方法。一種方法是采用氫鈍化,鈍化硅體內的懸掛鍵等缺陷。在晶體生長中受應力等影響造成缺陷越多的硅材料,氫鈍化的效果越好。氫鈍化可采用離子注入或等離子體處理。在多晶硅太陽電池表面采用pECVD法鍍上一層氮化硅減反射膜,由于硅烷分解時產生氫離子,對多晶硅可產生氫鈍化的效果。
在高效太陽電池上常采用表面氧鈍化的技術來提高太陽電池的效率,近年來在光伏級的晶體硅材料上使用也有明顯的效果,尤其采用熱氧化法效果更明顯。使用PECVD法在更低的溫度下進行表面氧化,近年來也被使用,具有一定的效果。
多晶硅太陽電池的表面由于存在多種晶向,不如(100)晶向的單晶硅那樣能經由腐蝕得到理想的絨面結、構,因而對其表面進行各種處理以達減反射的作用也為近期研究目標,其中采用多刀砂輪進行表面刻槽,對10cmX10cm面積硅片的工序時間可降到30秒,具有了一定的實用潛力。
多孔硅作為多晶硅太陽電池的減反射膜具有實用意義,其減反射的作用已能與雙重減反射膜相比,所得多晶硅電池的效率也能達到13。4%。我國北京有色金屬研究總院及中科院感光化學研究所共同研制的在絲網印刷的多晶硅太陽電池上使用多孔硅也已達到接近實用的結果。
由于多晶硅材料制作成本低于單晶硅cZ材料,因此多晶硅組件比單晶硅組件具有更大的降低成本的潛力,因而提高多晶硅電池效率的研究工作也受到普遍重視。近10年來多晶硅高效電池的發展很快,其中比較有代表性的工作是Geogia Tech電池,UNSW電池,Kysera電池等。
(1)Geogia Tech電池
Geogia工業大學光伏中心使用電阻率0.65 Ωcm、厚度280µm的HEM(熱交換法)多晶硅片制作電池,n+發射區的形成和磷吸雜結合,采用快速熱過程制備鋁背場,用lift一off法制備Ti/Pd/Ag前電極,并加雙層減反射膜。1cm2電池的效率AM1.5下達到18.6%。
(2)UNSw電池
uNsw光伏中心的高效多晶硅電池工藝基本上與PER1。電池類似,只是前表面織構化不是倒金字塔,而是用光刻和腐蝕工藝制備的蜂窩結構。多晶硅片由意大利的Eurosolare提供,lcm2電池的效率AMI·5下,達到19.8%,這是目前水平最高的多晶硅電池的研究結果。該工藝打破了多晶硅電池不適合采用高溫過程的傳統觀念。
(3)Kysera電池
日本ky0cera公司在多晶硅高效電池上采用體鈍化和表面鈍化技術,PECVD SiN膜既作為減反射膜,又作為體鈍化措施,表面織構化采用反應性粒子刻邊技術。背場則采用絲印鋁獎燒結形成。電池前面柵線也采用絲印技術。15cmX15cm大面積多晶硅電池效率達17.1%。目前日本正計劃實現這種電池的產業化。
(4)我國多晶硅電池
北京有色金屬研究總院在多晶硅電池方面作了大量研究工作,目前10cmX10cm電池效率達到11.8%。北京市太陽能研究所在“九五”期間開展了多晶硅電池研究,1cm2電池效率達到14·5%。我國中試生產的10cmX10cm多晶硅太陽電池的效率為10一11%,最高效率為12%。
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