基于硅基异质结太阳电池的单晶硅陷光结构的制备和理论计算

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自从三洋公司开发出HIT太阳电池以来,由于其制备工艺简单、性能良好、转换效率高等优点受到国际光伏领域的重视,一直以来都成为了一大研究热点。HIT太阳电池结合了单晶硅和非晶硅的优势,因此单晶硅自身的处理、非晶硅的制备、以及各个界面的处理优化等都是HIT太阳电池需要解决的关键问题。   本文根据HIT电池中单晶硅的处理,主要进行了以下的研究:   第一,研究了单晶硅的制绒。本文中研究了NaOH溶液中浓度、异丙醇(IPA)的掺入量等参数对制绒效果的影响,结果表明一般NaOH的质量分数不能高于2%,太低则反应速度慢,IPA的浓度范围为100mL/L~140mL/L。此外对比了Ca(OH)2、Na2SiO3、Na2CO3、NaHCO3、CH3COONa等几种常见碱性溶液对单晶硅的制绒效果,分析其制绒的机理,其中Na2SiO3溶液的效果比较理想。单晶硅的初始状态对制绒效果也有一定的影响,一般单晶硅在制绒前越平整则制绒出的金字塔越均匀。根据对制绒过程的分析,给出了单晶硅织构的优化处理并提出了织构率的概念,讨论了织构率与反射率的关系,由表面形貌可以得出织构率,并可由此粗略估算平均反射率。   第二,从理论上详细计算了单晶硅的反射率。首先推导了自然光入射到单晶硅表面时的反射率计算公式,通过对单晶硅绒面的金字塔形貌特征的分析,初步计算了单晶硅绒面的反射率并和实际测量结果进行了对比,讨论了金字塔的倾角等参数与反射率之间的关系;对抛光面的反射率也进行了分析。另外提出了单晶硅的表面反射率和体反射率的概念,分析了二者间的关系,并指出了常见的文献中存在对表面反射率和体反射率相混淆的问题。   第三,用PECVD沉积非晶硅钝化单晶硅。讨论了用PECVD沉积非晶硅钝化单晶硅的原理,通过对钝化后少子寿命的测量,分析了不同沉积参数对制备非晶硅的影响,以及对单晶硅钝化结果的影响。   第四,讨论了单晶硅和铝电极接触的问题。分析了欧姆接触的原理,简单讨论了单晶硅与铝电极进行欧姆接触的制备要求。  
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