多晶硅薄膜太阳电池衬底材料颗粒硅带（ssp）的制备与表征

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1、摘要太阳能的有效利用是解决环境和能源问题的主要途径之一。太阳能光伏利用是其中发展最快，最具活力的研究领域。太阳能光伏利用的核心器件是太阳电池。与常规电能相比，光伏发电的成本仍然较高，制约了光伏行业的发展。这主要由太阳电池的高生产成本所决定的。目前晶硅电溘仍然是光伏市场的主导，在晶硅电沲组件中硅材料的成本占据总成本的40～50％左右。由于晶硅电池制备技术已经比较成熟，要大幅度降低成本必须从材料入手。为此，人们发展了硅带电池和薄膜电池。其中，多晶硅薄膜太阳电池是最受瞩目的研究方向之一，而制备出廉价优质的衬底是急需解决的课题之一。基于此，本文和用廉价、丰富的工业级硅粉为原料，优化工艺条

2、件，在SSP设备上制备颗粒硅带，并采用扫描电镜(SEM)、俄歇电子能谱(AES)、X射线衍射(XRD)和四探针测试仪等多种测试手段对硅带的结构和性能进行了表征。另外，对颗粒硅带的成本进行了初步计算。并对以颗粒硅带为衬底，化学气相沉积的硅膜以及由此制备的多晶硅薄膜太阳电池进行了初步分析和表征。利用不同形状不同颗粒尺寸的硅粉，通过SSP设备制备出了表面光滑、性能均一的颗粒硅带。发现硅粉的形状为球形、硅粉层的堆积紧密时，更易得到致密平整的高质量的硅带。硅粉的颗粒直径在50～500岫为宜。得到的硅带的晶粒大小在50～150№之间。杂质在晶界处偏析，通过腐蚀(腐蚀液HN瓯：Ctt。C00H

3、：HF=6：2：1)可以去掉，腐蚀时间2分钟为宜。硅带的电阻率分布呈现两头、边沿低，中间高的趋势，这说明了杂质是向边沿聚集的。硅带(100×100mm2)的成本约为7、8元人民币，如果实现商业化生产，则成本将会更低。以颗粒硅带为衬底，制备了多晶硅薄膜太阳电池，最高效率为6．05％。关键词：多晶硅薄膜太阳电池；颗粒硅带；结构与性能AbsttactItisoneofthemostsignificantapproachestosettleenvironmentandenergyproblerostoapplYsolarenergyeffectively．Andphotovoltalca

4、pplicationisdevelopingrapidly．Solarcellsaredeviceofphotovoltaicapplication．Comparingwithtraditionalpower，thecostofphotovoltaicpowerisstillhigherwhichpreventsthedevelopmentofphotovoltaicindustry，themainreasonisthehighcostofsolarcells．Atpresent，crystallinesiliconsolarcellsisstillleadinginthepho

5、tov01taicmarket，initsmodulesthecostofsiliconmaterialaccountforabout50％ofa11．Becausepreparationtechniqueofcrystallinesiliconsolarcellshasbeenmature．itneed10werCOStofmaterialsto10wercostofsolarmodules．Forthisreason，siliconribbonsolarcelisandthinfilmsolarcellshavebeendeveloped．Poly—Sithinfilmsol

6、arcellsareoneofmostimportantresearchdirection，whilethepreparationofsuitablesubstrateisoneofurgenttasktobesettled．So，inthispaper，wepreparedsiliconribbonswithmetallurgicalsiliconpowderwhichisabundantandcheapbySSPmethod，Thepropertiesandstructureofsiliconribbonswerecharacterizedbyvariousmethodssu

7、chasSEM，XRD，AESetc．，AndthecharacterizationofsiliconthinfiiresdepositedbyCVDandsolarcelisontheSSPsubstratewereanalyzed．WecountedthecostofSSP．SiliconribbonsarepreparedwithdifferentsiliconpowderbySSPtechnique．Theresuitsshowthatitiseasytogethighq