单晶硅太阳能电池表面制绒新方法研究

【摘要】：单晶硅太阳能电池的表面制绒技术是现代太阳能电池制作工艺中的重要一步。通过化学腐蚀的方法在太阳能电池表面制作金字塔状的绒面结构,可以大大降低太阳能电池表面的反射率,提高光生载流子密度,从而达到提高电池能量转化效率,降低生产成本的目的。本文中首次提出的次氯酸钠溶液制绒的主要特点在于,通过制绒过程中的自氧化作用,在硅片表面形成了二氧化硅,使得表面金字塔的尺寸能够控制在1-2μm之间。通过紫外-可见分光光度计测量所得的反射率要比用常规方法所得的硅片表面反射率低。另外该项制绒技术的生成物对环境无污染,并且由于次氯酸钠的存在,可以比常规工艺减少两道工序。因此,发展该项制绒技术,对降低生产成本,提高电池效率有重要意义。 本文第一章概述了开发太阳能资源的重要性及国内外的研究现状,并总结了几种常见的高效太阳能电池。最后对本文的研究意义、创新点和主要任务做了说明。 本文在第二章中分别阐述了单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池的制绒原理和制绒方法。 第三章详细介绍了次氯酸钠溶液绒面制备的新技术。首先简要介绍了整个实验的制备过程,并将该项制绒技术的实验结果和传统的实验结果做了比较,提出了该制绒技术的几种潜在的优势。另外我们也从制绒的化学反应原理和金字塔的成核机制对该项制绒技术做了详细的说明。在这一章中,我们还详细分析了几个重要的实验参数对制绒技术的影响,即溶液浓度、制绒时间、制绒温度、硅材料等对绒面制作的影响。最后我们针对现在实验室的研究状况提出了存在的问题及相应的解决方法。 【关键词】：次氯酸钠 绒面 太阳能电池 光电转换效率 光伏发电
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 开发太阳能资源的重要性10-14
• 1.2 太阳能电池的发展历史和现状14-17
• 1.2.1 国际太阳能电池发展的历史和现状14-15
• 1.2.2 我国太阳能电池的发展历史和现状15-17
• 1.3 单晶硅太阳能电池的研究现状17-18
• 1.4 几种常见的高效太阳能电池18-22
• 1.4.1 Sun-power电池(A-300太阳电池)18-19
• 1.4.2 HIT太阳能电池19-20
• 1.4.3 选择性太阳能电池(SE电池)20-21
• 1.4.4 激光刻槽掩埋电极太阳能电池(LGBC电池)21-22
• 1.5 本文研究的意义和创新点22-24
• 1.5.1 本文研究的意义22
• 1.5.2 本研究论文的创新之处22-24
• 第二章 晶体硅太阳能电池制绒的原理24-35
• 2.1 太阳能电池的光谱响应曲线24-25
• 2.2 单晶硅太阳能电池的绒面制作25-30
• 2.2.1 单晶硅太阳能电池的制绒机理25-27
• 2.2.2 单晶硅太阳能电池制绒过程的微电池理论解释27-28
• 2.2.3 绒面结构在单晶硅太阳能电池中的作用28-29
• 2.2.4 几种常见的单晶硅绒面的制作方法29-30
• 2.3 多晶硅绒面30-35
• 2.3.1 多晶硅绒面形成的机理30-32
• 2.3.2 多晶硅绒面形成的电化学腐蚀机理32-33
• 2.3.3 常见多晶硅太阳能电池制绒方法33-35
• 第三章 单晶硅太阳能电池制绒及结果分析35-54
• 3.1 绒面制备的实验过程与结果35-40
• 3.1.1 绒面制备的过程35-36
• 3.1.2 制绒后的硅片表面形貌和反射率36-37
• 3.1.3 与常规制绒方法的比较37-40
• 3.2 绒面制备的原理40-44
• 3.2.1 化学反应的原理40-42
• 3.2.2 二氧化硅的氧化作用42-44
• 3.3 实验参数对绒面形成的影响44-49
• 3.3.1 溶液浓度对金字塔成核的影响44-45
• 3.3.2 反应时间对制绒的影响45-47
• 3.3.3 温度对制绒的影响47-48
• 3.3.4 硅片对绒面制作的影响48-49
• 3.4 新的制绒技术潜在的优点49-52
• 3.4.1 新的制绒技术在金字塔成核中的优势49-50
• 3.4.2 新的制绒技术在金字塔生长中的优势50-51
• 3.4.3 硅氯键的作用51-52
• 3.4.4 其它优势52
• 3.5 绒面制作过程中的常见问题52-54
• 结论54-55
• 参考文献55-60
• 附录60-62
• 附录160-61
• 附录261-62
• 硕士期间发表论文和申请专利62

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