多晶硅太阳能电池制绒及与后续工艺匹配性研究

【摘要】：太阳能电池生产企业需要解决两个问题：提高电池转换效率和降低生产成本。提高电池转换效率必须通过改进生产工艺来实现,制绒作为太阳能电池生产的第一道工艺,一直以来都是科研工作者研究的重点。 多晶硅太阳能电池生产企业较多采用HNO3/HF/H2O酸腐蚀液制备绒面,以达到去除硅片表面污垢、降低硅片反射率的目的。本论文依托太阳能电池常规产线,研究了多晶硅制绒反应时间、溶液温度、腐蚀液配比等工艺参数对制绒效果的影响,并初步探寻了制绒与其他后续工艺的匹配性问题。 第一,通过改变制绒反应时间,达到了精确控制制绒后硅片减重的预期,为生产线稳定运行提供了良好的实验基础。 第二,分别设计溶液温度以及腐蚀液配比的对照实验,通过大量实验数据分析得到：当溶液温度为6℃、VHNO3=VHF=6:1时,制绒后硅片网纹较少；镀减反射膜后,薄膜颜色均匀好、色差小、成膜质量高、减反效果好。 第三,在减重对照实验中,在设定的减重范围内,随着制绒减重的增加,开路电压Uoc随之增加,短路电流Isc呈现下降趋势,电池效率不断增加。当硅片减重在0.5～0.6g时,制绒与后续工艺匹配性最好,电池平均效率达到了最高的16.63%,较常规生产提高约0.12%。 第四,实验发现,制绒的结果,对扩散工艺无直接影响；不同减重的硅片用相同镀膜配方制膜后,硅片的片间色差严重,需要针对不同减重值设定不同镀膜配方；丝网印刷过程中,减重较大的硅片容易碎片,因此应当合理控制减重,降低碎片率。 【关键词】：多晶硅太阳能电池 HNO_3/HF/H_2O 制绒 减重 色差
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 序8-11
• 1 引言11-17
• 1.1 太阳能电池产业发展12-14
• 1.2 光伏产业前景与预测14-17
• 2 晶体硅太阳能电池17-33
• 2.1 晶体硅太阳能电池原理17-23
• 2.1.1 光伏效应简介17-18
• 2.1.2 太阳能电池工作原理18-21
• 2.1.3 太阳能电池性能参数21-23
• 2.2 晶体硅太阳能电池研究进展23-29
• 2.2.1 早期硅太阳电池23-25
• 2.2.2 传统的空间电池25
• 2.2.3 背面场25-26
• 2.2.4 紫电池26-27
• 2.2.5 “黑体电池”27-28
• 2.2.6 PERL结构太阳能电池28-29
• 2.2.7 IBC结构太阳能电池29
• 2.3 提高效率的手段29-33
• 2.3.1 影响电池效率的主要因素30
• 2.3.2 提高电池效率的方法30-33
• 3 工业多晶硅太阳电池33-57
• 3.1 多晶硅性质和制备方法33-37
• 3.1.1 硅原料特性33-34
• 3.1.2 多晶硅片的制备34-37
• 3.2 多晶硅太阳电池生产流程37-54
• 3.2.1 制绒清洗38-39
• 3.2.2 扩散制结39-44
• 3.2.3 干法刻蚀44-45
• 3.2.4 PECVD镀膜45-50
• 3.2.5 印刷烧结分选50-54
• 3.3 多晶硅太阳电池表面织构54-57
• 4 工业多晶硅酸腐蚀制绒研究57-81
• 4.1 HNO3/HF/H2O腐蚀过程57-58
• 4.2 反应时间与制绒减重、反射率的关系58-67
• 4.3 溶液温度与反射率、色差的关系67-72
• 4.4 HNO3/HF比例与反射率、色差的关系72-76
• 4.5 不同减重对电池电性能参数的影响76-79
• 4.6 本章小结79-81
• 5 结论81-83
• 参考文献83-87
• 作者简历87-91
• 学位论文数据集91

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