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《江南大学》 2010年
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HIT太阳电池硅片处理及复合透明导电膜的研究

王淑珍  
【摘要】: HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin Layer)太阳电池具有高效、稳定和低价等优点,它结合了非晶硅薄膜的低温沉积工艺和晶体硅的高迁移率优势,迅速抢占了国际光伏市场。本文开展了有关HIT太阳电池相关制备工艺的研究,着重研究硅片清洗、本征氢化非晶硅层退火和AZO(ZnO:Al)/Ag/AZO复合透明导电膜这三方面内容。 硅片清洗是太阳电池制备过程中相当重要的环节。本文研究了不同的清洗工艺对制绒硅片少子寿命的影响。研究发现:在稀释的氢氟酸溶液清洗之前,采用浓硫酸和双氧水的混合溶液处理硅片可以有效降低硅片表面的微粗糙度,改善硅片表面的质量,并且经本征氢化非晶硅层钝化之后的硅片少子寿命最高,为107.880μs,少子寿命的稳定性也优于其它化学清洗方法。 实验中还发现,经不同清洗工艺和相同本征氢化非晶硅层钝化处理后的制绒硅片,随着时间的延长,它们的少子寿命都呈现出一定的衰减趋势。这一现象可能是由本征氢化非晶硅层的缺陷所致,所以,接下来本文运用退火工艺,旨在消除这些缺陷,提高制绒硅片的少子寿命,改善HIT太阳电池的性能。研究结果表明:硅片的少子寿命随退火时间的延长先增大后趋于稳定,随退火温度的升高呈现先增加后降低的趋势;在退火时间和退火温度分别为60min和180℃条件下得到的硅片少子寿命较高,可达184.631μs;HIT太阳电池的本征氢化非晶硅层经退火处理后,其电性能得到改善,电池的理想转换效率提高了0.79%。 由于非晶硅层的横向导电性能较差,所以作为HIT太阳电池减反层和导电层的透明导电膜对电流的输出起着举足轻重的作用。本文采用射频磁控溅射技术在普通浮法玻璃上制备Ag膜和AZO/Ag/AZO复合膜。通过光学和电学性能测试,研究氩气压强和射频功率对Ag膜光电性能的影响,在此基础上对复合膜中AZO层的制备工艺(气压、射频溅射功率、氧流量和ZnO靶材的Al2O3掺杂浓度)进行优化,最后改变Ag层厚度,得出优化的复合膜制备工艺。在此工艺条件下制备的复合膜品质因子可达5.1×10~(-2)?Ω(-1),与AZO单层膜相比,品质因子提高了一个数量级。将优化后的复合膜作为HIT太阳电池的正面透明导电膜,可以有效提高电池的电性能,电池的理想转换效率可达15.31%。 由于受实验设备和实验环境的限制,实验中制备的HIT太阳电池光电转换效率与三洋的HIT电池相比较差。但本文的研究结果对HIT电池性能的提高仍具有一定的指导意义。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM914.4

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