多晶硅太陽能電池制作工藝概述
通常,應(yīng)用正膠剝離工藝,蒸鍍Ti/Pa/Ag多層金屬電極,要減小金屬電極所引起的串聯(lián)電阻,往往需要金屬層比較厚(8~10微米)。缺點是電子束蒸發(fā)造成硅表面/鈍化層介面損傷,使表面復(fù)合提高,因此,工藝中,采用短時蒸發(fā)Ti/Pa層,在蒸發(fā)銀層的工藝。另一個問題是金屬與硅接觸面較大時,必將導(dǎo)致少子復(fù)合速度提高。工藝中,采用了隧道結(jié)接觸的方法,在硅和金屬成間形成一個較薄的氧化層(一般厚度為20微米左右)應(yīng)用功函數(shù)較低的金屬(如鈦等)可在硅表面感應(yīng)一個穩(wěn)定的電子積累層(也可引入固定正電荷加深反型)。另外一種方法是在鈍化層上開出小窗口(小于2微米),再淀積較寬的金屬柵線(通常為10微米),形成mushroom—like狀電極,用該方法在4cm2 Mc-Si上電池的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到17.3%。目前,在機(jī)械刻槽表面也運用了Shallow angle (oblique)技術(shù)。
1.3 PN結(jié)的形成技術(shù)
[1]發(fā)射區(qū)形成和磷吸雜
對于高效太陽能電池,發(fā)射區(qū)的形成一般采用選擇擴(kuò)散,在金屬電極下方形成重雜質(zhì)區(qū)域而在電極間實現(xiàn)淺濃度擴(kuò)散,發(fā)射區(qū)的淺濃度擴(kuò)散即增強(qiáng)了電池對藍(lán)光的響應(yīng),又使硅表面易于鈍化。擴(kuò)散的方法有兩步擴(kuò)散工藝、擴(kuò)散加腐蝕工藝和掩埋擴(kuò)散工藝。目前采用選擇擴(kuò)散,15×15cm2電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到16.4%,n++、n+區(qū)域的表面方塊電阻分別為20Ω和80Ω。
對于Mc—Si材料,擴(kuò)磷吸雜對電池的影響得到廣泛的研究,較長時間的磷吸雜過程(一般3~4小時),可使一些Mc—Si的少子擴(kuò)散長度提高兩個數(shù)量級。在對襯底濃度對吸雜效應(yīng)的研究中發(fā)現(xiàn),即便對高濃度的襯第材料,經(jīng)吸雜也能夠獲得較大的少子擴(kuò)散長度(大于200微米),電池的開路電壓大于638mv, 轉(zhuǎn)換效率超過17%。
。2]背表面場的形成及鋁吸雜技術(shù)
在Mc—Si電池中,背p+p結(jié)由均勻擴(kuò)散鋁或硼形成,硼源一般為BN、BBr、APCVD SiO2:B2O8等,鋁擴(kuò)散為蒸發(fā)或絲網(wǎng)印刷鋁,800度下燒結(jié)所完成,對鋁吸雜的作用也開展了大量的研究,與磷擴(kuò)散吸雜不同,鋁吸雜在相對較低的溫度下進(jìn)行。其中體缺陷也參與了雜質(zhì)的溶解和沉積,而在較高溫度下,沉積的雜質(zhì)易于溶解進(jìn)入硅中,對Mc—Si產(chǎn)生不利的影響。到目前為至,區(qū)域背場已應(yīng)用于單晶硅電池工藝中,但在多晶硅中,還是應(yīng)用全鋁背表面場結(jié)構(gòu)。
[3]雙面Mc—Si電池
Mc—Si雙面電池其正面為常規(guī)結(jié)構(gòu),背面為N+和P+相互交叉的結(jié)構(gòu),這樣,正面光照產(chǎn)生的但位于背面附近的光生少子可由背電極有效吸收。背電極作為對正面電極的有效補充,也作為一個獨立的栽流子收集器對背面光照和散射光產(chǎn)生作用,據(jù)報道,在AM1.5條件下,轉(zhuǎn)換效率超過19%。
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