多晶硅表面处理及异质结太阳能电池的研究

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1、分类号：TK514密级：公开UDC:620编号：201421801029河北工业大学硕士学位论文多晶硅表面处理及异质结太阳能电池的研究论文作者：常雪岩学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：材料物理与化学指导教师：代学芳职称：副研究员陈贵锋副教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMaterialsPhysicsandChemistrySURFACETREATMENTOFPOLYCRYSTALLINESILICON

2、ANDSTUDYONHETEROJUNCTIONSOLARCELLbyChangXueyanSupervisor:Ass.Prof.DaiXuefangAss.Prof.ChenGuifengApril2017摘要多晶硅表面形貌会严重影响入射光的利用率，反射率较低能增加表面对光的吸收，进而提高电池效率。降低多晶硅表面反射的方法诸多，如湿法腐蚀、刻槽及离子反应刻蚀等等。以上方法中湿法腐蚀使用较为普遍，腐蚀液对多晶硅表面的腐蚀会产生不同的结构，这些结构能显著增加入射光的吸收，达到实验所要求的结果。目前，晶硅的湿法腐蚀主要

3、有酸腐蚀法和碱腐蚀法，其中前者利用了酸腐蚀的各向同性，后者利用了碱腐蚀各向异性。湿法腐蚀的主要优点有：工艺成熟、价格低廉、选择性高以及便于大规模生产等。本文研究了国内外有关湿法腐蚀的文献资料，从而对碱腐蚀制绒和酸腐蚀制绒进行研究，探讨了两者对多晶硅表面形貌的影响。首先，本文研究了多晶硅片在碱腐蚀液中不同腐蚀时间和不同碱浓度对多晶硅表面反射率的影响，由结果分析可知，当碱腐蚀浓度为15%、温度为80℃、碱腐蚀时间为15min的条件下，多晶硅的平均反射率为24.37%，低于原硅片35.43%的反射率。其次，研究了酸腐蚀时间

4、、酸液配比及添加剂对多晶硅表面反射率的影响，得出结论：在酸溶液温度为6℃、酸液体系的配比为HNO3:HF:H2O:CH3COOH=5:1:3:1.5、腐蚀时间为225s的条件下，制得的多晶硅表面形貌均匀性及尺寸都最佳，反射率约为19.05%，能有效地增加光能利用率。然后，又对电池导电薄膜AZO进行优化设计，得出结论在靶基距为45mm、反应室本底真空抽至2.0×10-4Pa、氩气流量为50sccm、溅射时间10min的条件下，设定溅射功率200W、衬底温度300℃，得到导电薄膜平均电阻率为5.7×10-4Ω·cm、平均

5、迁移率为34.76cm2·v-1·s-1、平均透过率为89.51%。最后又用模拟软件AFORS-HIT对多晶硅在HIT太阳能电池中应用可行性进行模拟分析，得出结论：在窗口层掺杂浓度为1×1017cm-3、本征层厚度5nm、窗口层厚度10nm时，模拟能得到16.52%光电转换效率效率。关键词：多晶硅湿法腐蚀制绒AZOAFORS-HETIABSTRACTThesurfacepatternofpolysiliconwillaffecttheutilizationrateoftheincidentlightseriously

6、,andthelowerreflectivitycanincreaseabsorptionofincidentlight,therebyimprovingtheefficiencyofsolarcells.Therearemanywaystoreducethesurfacereflectionofpolysilicon,suchaswetetching,groovingandionetching.Amongthem,wetcorrosioniscommonparticularly.Thecorrosionofthes

7、urfaceofpolycrystallinesiliconwillproducedifferentstructures,whichcansignificantlyincreasetheabsorptionofincidentlight,andachievethedesiredresults.Atpresent,thewetetchingofcrystallinesiliconismainlycomposedofacidetchingandalkalietching,andtheformerusesvariouski

8、ndsofacidcorrosion,moreoverthelatterisbasedonalkalicorrosion.Themainadvantagesofwetetchingarematuretechnology,lowprice,highselectivityandeasytomassproduction.Inthispaper,the