多晶硅太陽能電池制作工藝概述
眾所周知,利用太陽能有許多優(yōu)點,光伏發(fā)電將為人類提供主要的能源,但目前來講,要使太陽能發(fā)電具有較大的市場,被廣大的消費者接受,提高太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率,降低生產(chǎn)成本應該是我們追求的最大目標,從目前國際太陽電池的發(fā)展過程可以看出其發(fā)展趨勢為單晶硅、多晶硅、帶狀硅、薄膜材料(包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜)。從工業(yè)化發(fā)展來看,重心已由單晶向多晶方向發(fā)展,主要原因為;(1)可供應太陽電池的頭尾料愈來愈少;(2)對太陽電池來講,方形基片更合算,通過澆鑄法和直接凝固法所獲得的多晶硅可直接獲得方形材料;(3)多晶硅的生產(chǎn)工藝不斷取得進展,全自動澆鑄爐每生產(chǎn)周期(50小時)可生產(chǎn)200公斤以上的硅錠,晶粒的尺寸達到厘米級;(4)由于近十年單晶硅工藝的研究與發(fā)展很快,其中工藝也被應用于多晶硅電池的生產(chǎn),例如選擇腐蝕發(fā)射結、背表面場、腐蝕絨面、表面和體鈍化、細金屬柵電極,采用絲網(wǎng)印刷技術可使柵電極的寬度降低到50微米,高度達到15微米以上,快速熱退火技術用于多晶硅的生產(chǎn)可大大縮短工藝時間,單片熱工序時間可在一分鐘之內(nèi)完成,采用該工藝在100平方厘米的多晶硅片上作出的電池轉(zhuǎn)換效率超過14%。據(jù)報道,目前在50~60微米多晶硅襯底上制作的電池效率超過16%。利用機械刻槽、絲網(wǎng)印刷技術在100平方厘米多晶上效率超過17%,無機械刻槽在同樣面積上效率達到16%,采用埋柵結構,機械刻槽在130平方厘米的多晶上電池效率達到15.8%。
下面從兩個方面對多晶硅電池的工藝技術進行討論。
1. 實驗室高效電池工藝
實驗室技術通常不考慮電池制作的成本和是否可以大規(guī);a(chǎn),僅僅研究達到最高效率的方法和途徑,提供特定材料和工藝所能夠達到的極限。
1.1關于光的吸收
對于光吸收主要是:
。1)降低表面反射;
(2)改變光在電池體內(nèi)的路徑;
。3)采用背面反射。
對于單晶硅,應用各向異性化學腐蝕的方法可在(100)表面制作金字塔狀的絨面結構,降低表面光反射。但多晶硅晶向偏離(100)面,采用上面的方法無法作出均勻的絨面,目前采用下列方法:
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