太陽(yáng)能電池多晶硅復(fù)合絨面的制備及其潤(rùn)濕性研究.pdf

1、黑硅是一種具有納米陷光結(jié)構(gòu)、在可見(jiàn)光范圍內(nèi)具有極低反射率的新型材料。近年來(lái)，黑硅減反特性的利用受到了國(guó)內(nèi)外晶硅太陽(yáng)能電池行業(yè)科研人員的普遍關(guān)注和研究。在眾多黑硅納米結(jié)構(gòu)的制備方法中，金屬輔助化學(xué)刻蝕法因所需設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、更容易工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，而備受青睞。本論文采用金屬輔助化學(xué)刻蝕法，在多晶硅片傳統(tǒng)酸制絨絨面上形成納米結(jié)構(gòu)，獲得了微米-納米復(fù)合絨面，并對(duì)其減反射性能、光電性能及表面潤(rùn)濕性能進(jìn)行了研究。
　　本文利用一步法和兩步

2、法Ag輔助化學(xué)刻蝕在RENA制絨多晶硅片上制備了納米絨面，顯著降低了多晶硅片表面反射率。其中兩步法制絨得到的微米-納米復(fù)合絨面反射率可低至5％以下。利用四甲基氫氧化銨(TMAH)對(duì)微米-納米絨面進(jìn)行修正刻蝕。隨修蝕時(shí)間的增加，表面缺陷減少，但硅片表面反射率增加。經(jīng)優(yōu)化，獲得了平均光電轉(zhuǎn)換效率比對(duì)比片高0.21％的多晶硅電池片。
　　本文利用混合酸(HNO3-HF溶液)對(duì)微米-納米絨面進(jìn)行修正刻蝕，發(fā)現(xiàn)硅片表面納米孔經(jīng)相互合并最終形

3、成亞微米孔，同時(shí)由于水平與硅基體方向的修蝕速度大于垂直基體方向的修蝕速度，小孔的深徑比不斷減小，最終形成大而淺的孔。在等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD)鍍膜前，在硅片表面采用臭氧鈍化制備SiO2層，形成Si-SiO2-SiNx結(jié)構(gòu)，有效提高了電池片的轉(zhuǎn)換效率。改變制結(jié)磷擴(kuò)散工藝，控制方阻在90/□時(shí)，電池轉(zhuǎn)換效率較好。經(jīng)優(yōu)化，最終獲得的復(fù)合絨面電池片平均光電轉(zhuǎn)換效率比對(duì)比片穩(wěn)定提升0.36％。
　　本文針對(duì)上述實(shí)驗(yàn)中修蝕帶來(lái)

4、的絨面亞微米孔深徑比減小問(wèn)題，從表面溶液腐蝕基礎(chǔ)問(wèn)題出發(fā)，表征了硅片表面潤(rùn)濕性，研究了硅片表面結(jié)構(gòu)以及晶粒晶向?qū)ζ錆?rùn)濕性的影響，探討了絨面微米-納米底部、頂部等部位的刻蝕行為。采用表面活性劑對(duì)硅片表面潤(rùn)濕性進(jìn)行改進(jìn)，以控制硅片的腐蝕行為，獲得所期的絨面結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，硅片表面絨面結(jié)構(gòu)尺寸越小，其表面水接觸角越大。不同晶粒由于表面能不同，而表現(xiàn)出不同的水接觸角。H2O2-HF溶液和TMAH溶液刻蝕硅片時(shí)，硅片表面容易滯留氣泡。利用非離子型