晶体硅太阳能电池选择性扩散及表面钝化研究

【摘要】： 本文的主要内容是介绍晶体硅太阳电池选择性扩散新工艺和表面钝化的理论研究。 首先，简要阐述了太阳电池的基本原理；其次，阐述了晶体硅太阳电池选择性扩散的研究(其中包括选择性发射极太阳电池的结构说明和选择性扩散的工艺设计)；最后，阐述了表面钝化的理论研究。 在选择性扩散新工艺中，我们采用丝网印刷电极的方法在硅片的电极位置印刷浓度较高的磷浆(掺磷SiO_2乳胶)，在非电极区喷涂一层浓度较低的磷源，扩散后形成重掺杂和轻掺杂。实验结果显示，重掺杂区和轻掺杂区的平均方块电阻分别为30.2Ω和100.2Ω，相差70Ω。在重掺杂区，硅片获得较高的表面浓度(10~(20)/cm~3以上)和相对较深的结深(0.52μm左右)；在轻掺杂区，硅片获得较低的表面浓度(10~(19)/cm~3左右)和相对较浅的结深(0.45μm左右)。因此，成功地实现了选择性扩散。 采用PC1D就表面复合对太阳电池性能的影响进行理论计算，探讨了晶体硅太阳电池不同表面浓度条件下，表面复合速度与太阳电池开路电压、短路电流以及转换效率之间的关系。要得到较好的太阳电池性能，表面杂质浓度应低于5×10~(19)/cm~3，表面复合速度为10~4cm/s以下。