多晶硅太陽能電池簡介
http://www.dcyhziu.cn 2007/6/13 源自:互聯(lián)網(wǎng) 【字體：
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多晶硅是由定向凝固的方法鑄造而成的，它的結(jié)晶速度和生產(chǎn)能力均比單晶硅片的制造快許多。目前單一多晶硅的鑄造爐的容量已超過270公斤。由于晶界的存在和晶體生長速度很快，多晶硅片的質(zhì)量的均勻性較差，如晶粒大小不一樣，晶界處雜質(zhì)和缺陷濃度較高等。加之多晶硅晶粒晶向的不一致性，不能采用各向異性的化學(xué)腐蝕方法形成有效的絨面，因此在很長一段時(shí)間內(nèi)多晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率比單晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率低很多。近年來，隨著人們對多晶硅材料的理解的不斷加深，對多晶硅材料的處理和電池工藝作了大量的改進(jìn)，從而使多晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率得到了迅速的提高。大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率也能達(dá)到14%以上。多晶硅電池轉(zhuǎn)換效率的大幅度提高主要?dú)w功于磷擴(kuò)散和鋁背場的吸雜效應(yīng)以及氮化硅減反射膜中氫原子對多晶硅材料中缺陷的鈍化作用。
由于多晶硅具有比單晶硅相對低的材料成本，且材料成本隨著硅片的厚度而降低，同時(shí)多晶硅片具有跟單晶硅相似的光電轉(zhuǎn)換效率，多晶硅太陽電池將進(jìn)一步取代單晶硅片的市場。因此太陽電池的技術(shù)發(fā)展的主要方向之一是如何采用大規(guī)模生產(chǎn)的工藝，進(jìn)一步提高多晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率。針對目前多晶硅電池大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)，提高轉(zhuǎn)換效率的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：
1)高產(chǎn)出的各向同性表面腐蝕以形成絨面。
2)簡單、低成本的選擇性擴(kuò)散工藝。
3)具有創(chuàng)新的、高產(chǎn)出的擴(kuò)散和PECVD SiN淀積設(shè)備。
4)降低硅片的厚度。
5)背電極的電池結(jié)構(gòu)和組件。
多晶硅材料隨著其供應(yīng)商的不同而差異很大，這對電池生產(chǎn)工藝的優(yōu)化和產(chǎn)品質(zhì)量的控制帶來很多不便。然而減少電池表面的復(fù)合率和改善體內(nèi)質(zhì)量是提高電池轉(zhuǎn)換效率的重要手段。等離子體化學(xué)氣相沉積（PECVD）氮化硅薄膜是很理想的電池表面減反射膜，同時(shí)也提供了較為理想的電池表面和體內(nèi)鈍化。目前，有兩種等離子體化學(xué)沉積技術(shù)被廣泛用于氮化硅的淀積工藝，一種是遠(yuǎn)程PECVD，另外一種是直接PECVD。前者在淀積氮化硅的過程中，對電池表面的損傷幾乎可以忽略。因此對電池表面的鈍化效果較為理想，而直接PECVD對電池表面的損傷較大，所以對表面的鈍化效果不佳，但是電池表面損傷層能增強(qiáng)氫原子在硅材料體內(nèi)的擴(kuò)散，從而加強(qiáng)了電池體內(nèi)鈍化效果，然而直接PECVD對電池表面損傷在高溫處理中（700℃）能得到恢復(fù)。
電池鋁背場已被很多電池制造商應(yīng)用于絲網(wǎng)印刷太陽能電池制造技術(shù)。大約20μm厚的鋁漿通過絲網(wǎng)印刷方法沉積到電池的背面，在高溫?zé)Y(jié)過程中，鋁和硅形成共晶合金，如果燒結(jié)溫度高于800℃，鋁在硅內(nèi)的摻雜濃度會(huì)高達(dá)5×1018/cm3,而硅片襯底的摻雜濃度只在2×1016/cm3左右，從而在鋁背場和襯底之間形成高/低結(jié)，有效地阻止了少數(shù)載流子向電池的背面擴(kuò)散，降低了電池背表面的復(fù)合速率。鋁背場可將電池背面的復(fù)合速率降低到200cm/s以下，此外，硅鋁合金能對硅片進(jìn)行有效地吸雜。
由于多晶硅具有比單晶硅相對低的材料成本，且材料成本隨著硅片的厚度而降低，同時(shí)多晶硅片具有跟單晶硅相似的光電轉(zhuǎn)換效率，多晶硅太陽電池將進(jìn)一步取代單晶硅片的市場。因此太陽電池的技術(shù)發(fā)展的主要方向之一是如何采用大規(guī)模生產(chǎn)的工藝，進(jìn)一步提高多晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率。針對目前多晶硅電池大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)，提高轉(zhuǎn)換效率的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：
1)高產(chǎn)出的各向同性表面腐蝕以形成絨面。
2)簡單、低成本的選擇性擴(kuò)散工藝。
3)具有創(chuàng)新的、高產(chǎn)出的擴(kuò)散和PECVD SiN淀積設(shè)備。
4)降低硅片的厚度。
5)背電極的電池結(jié)構(gòu)和組件。
多晶硅材料隨著其供應(yīng)商的不同而差異很大，這對電池生產(chǎn)工藝的優(yōu)化和產(chǎn)品質(zhì)量的控制帶來很多不便。然而減少電池表面的復(fù)合率和改善體內(nèi)質(zhì)量是提高電池轉(zhuǎn)換效率的重要手段。等離子體化學(xué)氣相沉積（PECVD）氮化硅薄膜是很理想的電池表面減反射膜，同時(shí)也提供了較為理想的電池表面和體內(nèi)鈍化。目前，有兩種等離子體化學(xué)沉積技術(shù)被廣泛用于氮化硅的淀積工藝，一種是遠(yuǎn)程PECVD，另外一種是直接PECVD。前者在淀積氮化硅的過程中，對電池表面的損傷幾乎可以忽略。因此對電池表面的鈍化效果較為理想，而直接PECVD對電池表面的損傷較大，所以對表面的鈍化效果不佳，但是電池表面損傷層能增強(qiáng)氫原子在硅材料體內(nèi)的擴(kuò)散，從而加強(qiáng)了電池體內(nèi)鈍化效果，然而直接PECVD對電池表面損傷在高溫處理中（700℃）能得到恢復(fù)。
電池鋁背場已被很多電池制造商應(yīng)用于絲網(wǎng)印刷太陽能電池制造技術(shù)。大約20μm厚的鋁漿通過絲網(wǎng)印刷方法沉積到電池的背面，在高溫?zé)Y(jié)過程中，鋁和硅形成共晶合金，如果燒結(jié)溫度高于800℃，鋁在硅內(nèi)的摻雜濃度會(huì)高達(dá)5×1018/cm3,而硅片襯底的摻雜濃度只在2×1016/cm3左右，從而在鋁背場和襯底之間形成高/低結(jié)，有效地阻止了少數(shù)載流子向電池的背面擴(kuò)散，降低了電池背表面的復(fù)合速率。鋁背場可將電池背面的復(fù)合速率降低到200cm/s以下，此外，硅鋁合金能對硅片進(jìn)行有效地吸雜。
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