表面微结构对多晶黑硅太阳电池效率的影响 材料学专业

1表面微结构对多晶黑硅太阳电池效率的影响摘 要黑硅是一种新型的晶硅材料制备工艺，通过工艺在硅片表面制备出陷光结构，大大降低其反射率，由于其反射率很低，所以在肉眼观察时其表面呈现黑色。本文主要通过以下三个方面，提高黑硅太阳电池的电池性能。（一）优化制绒工作参数。改变腐蚀液配比、反应时间等关于参数，利用少子寿命、反射率、制绒速率、电池效率、开路电压、短路电流获得最佳工艺参数。结果表明：HF(40％)：HN03(65%)：H2O 体积比为 3：1:2 时其反应速率最高，刻蚀 30s 时制绒效果最优，电池光电转换效率达 18.24%。（二）在最优制绒参数的基础上，利用 NaOH 腐蚀液对多晶黑硅纳米孔扩孔处理。当扩孔腐蚀时间为 40s 时，多晶黑硅太阳电池反射率为 8.07%，效率为 18.00%，此时的电池效率比常规多晶硅电池效率高 2.19%，比未经扩孔工艺处理的多晶太阳电池效率高 1.49%。（三）利用 ALD 技术沉积 Al2O3 薄膜对电池表面进行钝化，改变参数为沉底温度和退火温度。ALD 沉积温度变化范围为 200-500℃，退火温度 300-450℃，借助 QSSPC 少子寿命和方块电阻等测试技术实现沉积层最优质量。结果表明：当沉积温度为 300℃，退火温度为 450℃时，得到的 Al2O3薄膜性能最优。（四）在 PERC 电池结构中通过比较 Al2O3和 Al2O3/SiOx 不同叠层获得最优叠层条件。Al2O3/SiOx 时叠层的电池性能最优。，电池的光电转化效率达 19.6%，开路电压为 660mV，短路电流为 39mA/cm2。本文研究的硅片表面微结构参数、多晶黑硅 NaOH 扩孔的工艺参数以及叠层钝化参数对于进一步提高黑硅太阳电池性能具有十分重要的工艺参考价值。[关 键 词]: 表面微结构；黑硅太阳电池；原子层沉积；钝化工艺；沉积叠层工艺2Effect of Surface Microstructure on Efficiency of Polycrystalline Black Silicon Solar CellsAbstractBlack silicon is a new type of crystalline silicon material preparation process. Through the process, a light trapping structure is prepared on the surface of the silicon wafer, which greatly reduces the reflectance. Due to its low reflectance, the surface is black when observed with the naked eye. This paper mainly improves the battery performance of black silicon solar cells through the followi...