多晶硅太陽能電池簡介
http://www.dcyhziu.cn 2007/6/13 源自:互聯網 【字體：
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多晶硅是由定向凝固的方法鑄造而成的，它的結晶速度和生產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，多晶硅片的質量的均勻性較差，如晶粒大小不一樣，晶界處雜質和缺陷濃度較高等。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腐蝕方法形成有效的絨面，因此在很長一段時間內多晶硅電池的轉換效率比單晶硅電池的轉換效率低很多。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，從而使多晶硅電池的轉換效率得到了迅速的提高。大規模工業生產的轉換效率也能達到14%以上。多晶硅電池轉換效率的大幅度提高主要歸功于磷擴散和鋁背場的吸雜效應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，同時多晶硅片具有跟單晶硅相似的光電轉換效率，多晶硅太陽電池將進一步取代單晶硅片的市場。因此太陽電池的技術發展的主要方向之一是如何采用大規模生產的工藝，進一步提高多晶硅電池的轉換效率。針對目前多晶硅電池大規模生產的特點，提高轉換效率的主要創新點有以下幾個方面：
1)高產出的各向同性表面腐蝕以形成絨面。
2)簡單、低成本的選擇性擴散工藝。
3)具有創新的、高產出的擴散和PECVD SiN淀積設備。
4)降低硅片的厚度。
5)背電極的電池結構和組件。
多晶硅材料隨著其供應商的不同而差異很大，這對電池生產工藝的優化和產品質量的控制帶來很多不便。然而減少電池表面的復合率和改善體內質量是提高電池轉換效率的重要手段。等離子體化學氣相沉積（PECVD）氮化硅薄膜是很理想的電池表面減反射膜，同時也提供了較為理想的電池表面和體內鈍化。目前，有兩種等離子體化學沉積技術被廣泛用于氮化硅的淀積工藝，一種是遠程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氫原子在硅材料體內的擴散，從而加強了電池體內鈍化效果，然而直接PECVD對電池表面損傷在高溫處理中（700℃）能得到恢復。
電池鋁背場已被很多電池制造商應用于絲網印刷太陽能電池制造技術。大約20μm厚的鋁漿通過絲網印刷方法沉積到電池的背面，在高溫燒結過程中，鋁和硅形成共晶合金，如果燒結溫度高于800℃，鋁在硅內的摻雜濃度會高達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，有效地阻止了少數載流子向電池的背面擴散，降低了電池背表面的復合速率。鋁背場可將電池背面的復合速率降低到200cm/s以下，此外，硅鋁合金能對硅片進行有效地吸雜。
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，同時多晶硅片具有跟單晶硅相似的光電轉換效率，多晶硅太陽電池將進一步取代單晶硅片的市場。因此太陽電池的技術發展的主要方向之一是如何采用大規模生產的工藝，進一步提高多晶硅電池的轉換效率。針對目前多晶硅電池大規模生產的特點，提高轉換效率的主要創新點有以下幾個方面：
1)高產出的各向同性表面腐蝕以形成絨面。
2)簡單、低成本的選擇性擴散工藝。
3)具有創新的、高產出的擴散和PECVD SiN淀積設備。
4)降低硅片的厚度。
5)背電極的電池結構和組件。
多晶硅材料隨著其供應商的不同而差異很大，這對電池生產工藝的優化和產品質量的控制帶來很多不便。然而減少電池表面的復合率和改善體內質量是提高電池轉換效率的重要手段。等離子體化學氣相沉積（PECVD）氮化硅薄膜是很理想的電池表面減反射膜，同時也提供了較為理想的電池表面和體內鈍化。目前，有兩種等離子體化學沉積技術被廣泛用于氮化硅的淀積工藝，一種是遠程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氫原子在硅材料體內的擴散，從而加強了電池體內鈍化效果，然而直接PECVD對電池表面損傷在高溫處理中（700℃）能得到恢復。
電池鋁背場已被很多電池制造商應用于絲網印刷太陽能電池制造技術。大約20μm厚的鋁漿通過絲網印刷方法沉積到電池的背面，在高溫燒結過程中，鋁和硅形成共晶合金，如果燒結溫度高于800℃，鋁在硅內的摻雜濃度會高達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，有效地阻止了少數載流子向電池的背面擴散，降低了電池背表面的復合速率。鋁背場可將電池背面的復合速率降低到200cm/s以下，此外，硅鋁合金能對硅片進行有效地吸雜。
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