PECVD方法制备以N型单晶硅为衬底HIT太阳电池性能研究

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xll526
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
自1954年美国贝尔实验室研发出第一个实用的硅PN结光伏太阳电池(效率为6%)以来,拉开了现代研究太阳能光伏效应的序幕。能源枯竭、环境污染等问题日益凸显,逐渐引起人们对绿色能源的进一步关注。世界各国纷纷提出并实行“阳光计划”,改变能源消耗结构大力开发利用太阳能资源。在2014年4月,日本松下公司最新研发的背接触式的“HIT太阳电池”的器件光电转换效率达到25.6%,打破了晶体硅电池转换效率的世界纪录,实现了太阳电池高效率低成本的目的,创造了目前硅基系列太阳电池转换效率的最高纪录。本论文主要研究了HIT(Heterojunction with IntrinsicThin layer)太阳电池的衬底单晶硅片的化学湿法处理以及薄膜沉积工艺参数对HIT太阳电池本征钝化层(本征a-Si∶H薄膜)性能的影响,并且通过软件wx-AMPS模拟仿真,探究了界面缺陷态密度Dit和本征a-Si∶H钝化层对HIT太阳电池性能的影响。本论文研究的主要内容如下:  1、衬底硅片的化学湿法处理  采用简化RCA清洗去除单晶硅片的表面污染物;采用1.3%NaOH+5%IPA+6%NaSiO3腐蚀剂对硅片进行制绒,制备具有良好陷光特性的绒面金字塔形貌结构;使用浓度为4%的HF酸浸泡90s,有效的腐蚀去除硅片表面氧化膜。通过优化衬底硅片的化学湿法处理工艺,去除硅片表面的金属、有机等杂质和损伤层,形成了具有良好陷光作用的绒面,再用HF酸去除表面的氧化层,从而降低界面载流子的复合,有效提高了硅片的钝化性能,少子寿命明显提高。  2、HIT太阳电池本征a-Si∶H钝化层制备工艺的研究  使用PECVD技术,以H2稀释的SiH4作为前驱物,沉积本征a-Si∶H钝化层。以7059玻璃片为衬底,使用优化后的SiH4浓度、辉光功率、沉积气压等工艺参数,在经简化RCA清洗和HF酸去除氧化层后的双抛n型(111)单晶硅片上沉积本征a-Si∶H钝化层,通过改变退火工艺和PECVD沉积参数等,探究工艺参数对非晶硅/单晶硅界面钝化效果的影响。研究结果表明:在本征a-Si∶H钝化层厚度约为5nm,沉积功率为1W,衬底温度160℃,硅烷浓度26%,退火温度为250℃,退火时间30min时,硅片的有效少子寿命较高(τeff=890μs),此时的界面钝化效果较好。  3、模拟探究界面态密度(Dit)和本征a-Si∶H钝化层对电池的影响  在掺杂非晶硅/单晶硅界面插入一定厚度的高质量本征氢化非晶硅是获得高效率HIT太阳电池的关键工艺。通过软件wxAMPS软件进行模拟仿真,研究模拟界面态密度Dit对p-a-Si∶H/n-c-Si/n+-a-Si∶H结构的太阳电池性能的影响。模拟结果表明:当Dit大于1012cm-2eV-1时,异质结电池的开路电压Voc迅速降低、短路电流密度Jsc下降,异质结电池的效率迅速恶化。当Dit在101~1012 cm-2eV-1时,可以获得较高的异质结电池效率。模拟本征a-Si∶H钝化层厚度对HIT电池的短路电流、开路电压、填充因子的影响,结果发现当本征a-Si∶H钝化层厚度d=2~5nm时,既可以实现良好的钝化界面的缺陷,又可以达到相对较高的HIT电池的效率。
其他文献
通过对典型热带城市景洪市城区1988年~2004年土地利用/土地覆盖变化(LUCC)的景观生态学效应分析,利用GIS技术获取16年该地区LUCC过程的信息,探究这段时期社会经济发展对LUCC的影
学位
随着SOI技术的不断成熟,SOI器件模型参数提取成为SOI工艺平台不可或缺的组成部分.该文对1.2μm CMOS/SOI模型参数提取进行了研究.论文的工作主要包括以下几点:(1)总结和分析
山东青州农商银行聚焦“春天行动”黄金发展期,突出自身发展特色,深化存款立行的理念,搭建电商、宣传、客户“三大平台”,深挖存量市场,培育发展增量,力促存款量质齐升.rn优
期刊
近年来,随着“互联网+”、移动支付及人工智能等新技术的不断发展,基于庞大的市场空间、有力的政策扶持、海量的消费场景优势,以个人贷款为主的消费金融依托金融科技创新,在
期刊
本论文主要介绍以DSP芯片为核心的心电信息检测与分析系统的设计,及在系统上实现的心肌缺血部位自动诊断的模糊神经网络算法。 首先简要介绍了心电图的生理意义、心肌缺血
该论文的两个部分分别阐述了作者在高频器件数值分析和磁量网络分析仪夹具校准方面所作的工作.在第一部分中,点匹配法被扩展应用于脊形结构LiNbO光波导调制器、叉指电容器和
全年抓首季,首季定全年.河南鹿邑农商银行全体员工坚定信心,心往一处想,劲往一处使,开展“人人争存揽储,个个奋勇争先”的“春天行动”.rn提升优质文明服务.“开门红”期间,
期刊
随着时代的进步,观测活体生物细胞中的线粒体、蛋白质等细胞中的亚细胞粒子的动力学参数的研究,对于生物医学家进一步了解疾病的引发原因、细胞活动的机制、生物的神经活动等
精准扶贫的关键是资金使用的精准,改变传统的“扶贫送钱”思想,将扶贫与扶志、扶智相结合,真正“把钱花在刀刃上”.同时,政府部门、金融机构以及互联网企业应依托大数据、区
期刊