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太阳能是人类解决能源和环境问题的重要途径。硅基太阳电池凭借原材料丰富、安全无毒、转化效率高等优点,仍将在今后很长一段时间占据光伏市场的主体地位。进行硅太阳电池铝背电极制备,除完成载流子收集,与外界负载形成回路外,能有效对硅基体进行吸杂、钝化,改善电极与硅片间的欧姆接触,增加电池的长波光谱响应,从而有效提高电池的转换效率。采用快速热处理进行硅太阳电池铝背电极制备,缩短电池制备周期的同时,电池的转换效率也能相应得到提高。
论文采用快速热处理进行了硅太阳电池铝背电极制备,系统地对不同热处理条件制备得到的电极,进行了表面形貌、物相结构、表面成分以及铝背场性能分析,并对电极制备引发的硅片应力进行了测量和分析。研究发现:
1、不同烧结工艺对电极表面形貌及物相生成有重要影响。采用快速热处理,铝硅相可在更低温度,经更短烧结时间生成。氮气气氛烧结,制备得到的铝背电极表面较常规热处理更为平整、致密、光滑;氧气气氛烧结,由于铝氧化、甚至氧化铝的生成,制备得到的铝背电极表面与常规热处理结果类似,制备得到的电极表面疏松。
2、采用快速热处理,铝背场可在更低温度,更短烧结时间内形成。采用快速热处理制备铝背电极,形成的铝背场具有结深大,势垒高度合适,载流子浓度曲线变化陡峭等特点。
3、对比常规热处理,快速热处理制备硅太阳电池铝背电极,硅片将产生更大的残余应力,烧结气氛及烧结温度均对电极制备引发的硅片应力有重要影响。在800℃烧结,硅片残余应力表现为氮气>空气>氧气的规律;1000℃烧结,硅片残余应力表现为氧气>空气>氮气的规律。