多晶硅太阳电池制绒和隐性缺陷的电致发光检测

• 作 者: 李艳华
• 机 构: 厦门大学
• 出 处: 厦门大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 多晶硅太阳电池 隐性缺陷 电致发光 电池效率

近年来，由于多晶硅成本低及其电池效率的不断提高，有逐渐成为晶体硅太阳电池主流产品的趋势。然而，多晶硅没有统一确定的晶向其绒面较难制备，影响了多晶硅太阳电池效率的提高。此外，多晶硅晶界多，容易在电池制备过程中形成隐性缺陷，这些隐性缺陷肉眼不容易识别，如果没有及时剔除将影响多晶硅电池组件和电站的可靠性。　　
针对以上两个当前多晶硅太阳电池生产的难题，本文进行了研发，并取得了以下主要结果：　　
1、使用HNO3:HF:H2O=5:1:3的化学腐蚀体系，将反应控制在低温环境(0～6℃)。多晶硅片在这种体系下反应速率得到了很好的控制。实验表明在腐蚀一分钟时绒面效果最佳而且不会产生其他附加缺陷，此时多晶硅片表面平均反射率降低到17.2％，比原始硅片降低了12%，在生长完SiNx减反射膜后平均反射率降到6.02%。　　
2、磷吸杂工艺可有效地提高低成本冶金法多晶硅片的少子寿命，但磷吸杂后因腐蚀掉吸杂层后多晶硅片表面容易被抛光，所以制绒更困难。我们采用两步腐蚀法：首先使用NaOCl:NaOH(10%)=1:1溶液去除表面吸杂层的同时维持硅片表面一定的腐蚀坑织构，之后在低温环境(0～6℃)的HNO3:HF:H2O=5∶1∶3溶液中腐蚀一分钟，硅片面形成一层类似“蜂窝”状的绒面织构。两步腐蚀后硅片表面平均反射率为22.7%，比原始硅片平均反射率降低了6.5%。在生长完SiNx减反射膜后平均反射率降到8.33%。　　
3、利用太阳电池电致发光成像能快速有效地检测出电池的隐形缺陷。我们设计并加工制备了“晶体硅太阳电池电致发光缺陷检测仪”。当给晶体硅太阳电池施加正向偏压时能快速有效检测出如电极、微裂、花片等缺陷，施加一定反向偏压；当达到预击穿电压时能快速有效检测出PN结因存在杂质而引起的漏电缺陷。利用温度对晶体硅太阳电池不同缺陷处电致发光强度影响大小的不同，可有效辨别缺陷类型。在本工作的基础上申请了一项名为“一种太阳能电池电致发光成像缺陷检测仪”(专利号：201020197159.4)的专利，并于2010年12月15日获得授权。