多晶硅太阳能电池制绒及与后续工艺匹配性研究

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太阳能电池生产企业需要解决两个问题:提高电池转换效率和降低生产成本。提高电池转换效率必须通过改进生产工艺来实现,制绒作为太阳能电池生产的第一道工艺,一直以来都是科研工作者研究的重点。多晶硅太阳能电池生产企业较多采用HNO3/HF/H2O酸腐蚀液制备绒面,以达到去除硅片表面污垢、降低硅片反射率的目的。本论文依托太阳能电池常规产线,研究了多晶硅制绒反应时间、溶液温度、腐蚀液配比等工艺参数对制绒效果的影响,并初步探寻了制绒与其他后续工艺的匹配性问题。第一,通过改变制绒反应时间,达到了精确控制制绒后硅片减重的预期,为生产线稳定运行提供了良好的实验基础。第二,分别设计溶液温度以及腐蚀液配比的对照实验,通过大量实验数据分析得到:当溶液温度为6℃、VHNO3=VHF=6:1时,制绒后硅片网纹较少;镀减反射膜后,薄膜颜色均匀好、色差小、成膜质量高、减反效果好。第三,在减重对照实验中,在设定的减重范围内,随着制绒减重的增加,开路电压Uoc随之增加,短路电流Isc呈现下降趋势,电池效率不断增加。当硅片减重在0.5~0.6g时,制绒与后续工艺匹配性最好,电池平均效率达到了最高的16.63%,较常规生产提高约0.12%。第四,实验发现,制绒的结果,对扩散工艺无直接影响;不同减重的硅片用相同镀膜配方制膜后,硅片的片间色差严重,需要针对不同减重值设定不同镀膜配方;丝网印刷过程中,减重较大的硅片容易碎片,因此应当合理控制减重,降低碎片率。
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