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1、第21卷第4期云南师范大学学报Vol.21No.42001年7月JournalofYunnanNormalUniversityJul.2001X多孔硅多晶硅太阳电池研究1211刘祖明, 苏里曼.K.特拉奥雷, 王书荣, 廖 华,11132胡志华, 李迎军, 陈庭金, 汪义川, 罗 毅(1.云南师范大学太阳能研究所、云南省农村能源工程重点实验室,云南昆明650092;2.清华大学电子工程系,北京100084;3.云南半导体器件厂,云南昆明650033)摘 要:多晶硅太阳电池是目前世界光伏产业发展的重点,由于多晶硅不同的晶粒取向的差异,使传统的单晶硅绒面
2、制备技术不能用于多晶硅太阳电池。多孔硅技术是适于多晶硅的廉价表面减反射膜技术。文章研究了多孔硅技术在多晶硅太阳电池中的应用,用化学腐蚀法制备了多孔硅,成功制备了效率达10.72%多孔硅多晶硅太阳电池。关 键 词:多孔硅;化学腐蚀;多晶硅太阳电池中图分类号:TM914.43 文献标识码:A 文章编号:1007-9793(2001)04-13-04 太阳电池发电具有无污染、无可动部件、资源中国由于人口众多,人均的能源资源很低。的普遍性和永不枯竭等特点,符合当今世界的保在中国工程院完成的“能源战略研究报告”中指护环境和可持续发展的要求和趋势。世界上发
3、达出,我国的常规能源供应不能保证国家的第二步国家非常重视光伏科学技术的发展,近几年纷纷战略发展目标,即到二十一世纪中叶达到中等发出台促进太阳电池产业和市场发展的政策和措达国家的经济发展水平。缺口部分只有靠新能源施,制定光伏屋顶计划,如美国能源部在2000年和可再生能源来弥补,发展可再生能源是我国必1月1日公布了新的五年国家光伏计划和2020～然的选择,其中太阳电池发电是其中最有前景的2030年的长期规划,新计划宏大而具有挑战性,技术之一。太阳电池近期将主要应用于边远无电美国将其与阿波罗登月计划相媲美。其挑战性是地区的通讯、信号、勘测、输运管道的阴极保
4、护、村使光伏像当今世界上其它能源技术一样发展,通庄和哨所的照明等,在这些地区应用已具备经济过科学技术进步将太阳电池板安装在每一个屋性。我国目前还有约3500万人口未通电,其中云顶、安装在地球上的每一个角落,并认为新世纪的南省还有590个行政村未通电,共94万户、计能源供应将最终由像光伏这样的可再生能源取420多万人口未通电,太阳电池将为解决这些边代,2005年美国的太阳电池累计安装量将达1～远地区的通电做出重要贡献。2000年我国太阳1.5GW,2020～2030年将达50GW以上。这些电池的年产量为3MW,约占全世界的1%,随着计划将极大地促进世界
5、光伏科学技术的发展。国国家“光明工程”计划、世界银行/GEF及其他国际上认为光伏市场的增长只仅次于计算机领域,际合作项目的开展,我国的光伏市场也将迅速扩是又一个快速发展的新经济增长点。近几年世界大,如何尽快的提高我国太阳电池的生产能力已太阳电池的产量增长迅速,年均增长率高达30%成当务之急。长远来看太阳电池将广泛用于城以上,1999年世界太阳电池年产量上升至镇、乡村的屋顶系统,将对改变我国能源消费以煤200MW,其中90%以上为晶体硅太阳电池。为主的结构做出贡献。X收稿日期:2001-04-020基金项目:云南省学术技术带头人培养资助项目编号1995
6、B14-4作者简介:刘祖明(1962-),男,福建省上杭县人,教授,研究方向:可再生能源利用·14·云南师范大学学报(自然科学版) 第21卷太阳电池应用最大障碍就是成本太高,如何电池。进一步降低成本成为太阳电池推广应用的关键。多晶硅太阳电池是目前较成熟的成本相对较低的2 实验太阳电池技术,由于多晶硅晶粒取向的多样性,不能用传统的单晶硅制绒面技术,如何廉价可靠地2.1多孔硅层的制备制备多晶硅太阳电池的减反射膜是多晶硅太阳电多晶硅片经过常规的化学清洗,用碱腐蚀液池产业化的关键技术之一。去除切割硅片的机械损伤层,可用电化学腐蚀法或化
7、学腐蚀法制备多孔硅层,但为适应今后规模1 多孔硅的特点及在太阳电池中应用的优点化生产,本文研究采用化学腐蚀法,用(HF,HNO3,H2O)腐蚀液在室温下腐蚀形成多孔硅层,1990年人们发现了多孔硅的可见光发射和制备的多孔硅在紫外光的照射下观察到具有较均明显的带隙宽化现象,目前量子限制模型被最广匀的桔红色光发射,成功的制备了多孔硅层。泛地用来解释多孔硅和纳米结构硅光发射特性的2.2多孔硅多晶硅太阳电池研制[1][2,3][4,5]起源。用化学腐蚀或电化学腐蚀在晶所用多晶硅片由德国Bayer公司提供,电阻体硅片上形成多孔硅呈现出光荧光和电荧光特率为0.8
8、～1Ω·cm,少子寿命约为1.5μs,厚度约性。为300μm。在太阳电池结构中应用多孔硅有如下优点:第一种方
