制绒添加剂对太阳能电池效率的影响3

实验结果与分析
不同制绒时间绒面的微观形貌
加添加剂制绒的电池 片平均光电转换效率 提高了0.2384％。加 添加剂制绒的电池片 反射率的减小，增加 不加添加剂和加添加剂制绒的电池片光电转换效率对比柱状图 了对光的吸收，同时 注：baseline为不加添加剂的硅片，experiment为加添加剂的硅片少子寿命的提高，增 加了电子和空穴的 稳定数目，这些数目又决定了电池片产生电压的提高，这两 方面都导致了光电转换效率的提高。
（b）加添加剂的单晶硅绒面 不加添加剂单晶硅片 11.179 2.716
加添加剂的单晶硅片
实验结果与分析
加添加剂对制绒后反射率的影响
不加添加剂和加添加剂的单晶硅片制绒后反射率的变异性图 注：baseline为不加添加剂的硅片，experiment为加添加剂的硅片
加添加剂的单晶硅片制绒后反射率有少许的下降。这是由于 加添加剂的硅片表面金字塔小且均匀性好，覆盖率高；而大 金字塔的塔尖容易坍塌等造成平均反射率较高。
实验结果与分析
光致发光缺陷测试
（a）不加添加剂的电池片
（b）不加添加剂的电池片
不加添加剂制绒的电池比加添加剂的暗的多，这说明其表面 的复合中心较多，也即缺陷较多。这可能是因为加添加剂制 绒的硅片表面态相对要稳定，也可能因为其表面微粗糙度比 较小，PECVD镀膜后的钝化效果比较好，减少了硅片表面的 复合中心。
实验结果与分析
加添加剂对微观绒面的影响
加添加剂制绒的单 晶硅片表面形成的 金字塔变小、密度 变大，绒面大小更 均匀。这是由于添 加剂中的有机基团 作为金字塔的起绒 点，大大提高了金 字塔的形核密度， 促进形成了大量小 金字塔。
3.561 0.689
（a）不加添加剂的单晶硅绒面 平均绒面大小/um 方差
结论
（1）加添加剂制绒的硅片表面产生了金字塔小，密度大， 且均匀性好，表面微粗糙度也小。 （2）硅片表面金字塔越小，密度越大，均匀性越好，覆盖 率越高，反射率越小。 （3）加添加剂制绒时间变得稳定且明显减小，硅片加工质 量稳定，硅片减重也明显下降，但硅片表面的损伤层已经 完全去除，且少子寿命有一定的提高。 （4）加添加剂制绒的硅片PECVD镀膜后，膜厚的均匀性变 好，反射率也有少许的下降，增加了电池片对光的吸收， 同时少子寿命的提高导致了开路电压的提高，都使得电池 片的光电转换效率有所提高。
背景
对于单晶硅材料，根据碱溶液对单晶体硅不同晶向的 各向异性腐蚀特性，在单晶硅<100>晶向表面上形成类似 于“金字塔”的绒面，可以有效的降低太阳能电池的表面 反射率。
背景
制绒添加剂的加入可以改善制绒液与硅 片表面的润湿性，且制绒添加剂对腐蚀液 中OH-离子从腐蚀液向反应界面的输运过程 具有缓冲作用，使得大批量腐蚀加工单晶 硅绒面时，溶液中NaOH含量具有较宽的工 艺范围，有利于提高产品工艺加工质量的 稳定性。
国内外研究现状
从文献上看，仅有少量的文献对使用添加剂进行了报 道： ①E Vasonyii等曾经发表过关于在溶液中使用添加剂能增加制 绒液对硅片润湿的研究报告，但是对添加剂成分未做说明。 ②昆明光伏科技有限公司的张忠文曾经发表添加制绒剂能提 高单晶硅绒面加工工艺的稳定性，但也未说明添加剂的成 分。 ③江苏欧贝黎新能源科技股份有限公司屈盛曾经发表过用添 加剂（乙二醇和丙二醇混合物组成）代替酒精进行单晶硅 绒面的制备，可以减少酒精的挥发，而且可以提高制绒温 度，缩短反应时间。
加添加剂制绒硅片减重大幅下降，硅片不至于偏轻而太薄， 从而能减小后段工序的碎片率，且能减少NaOH的用量。因加 添加剂制绒的硅片表面形成的金字塔小，所以硅片表面被腐蚀 掉的硅少，从而减重较小。
实验结果与分析
加添加剂对制绒后少子寿命的影响
不加添加剂和加添加剂制绒后少子寿命对比 注：baseline为不加添加剂的硅片，experiment为加添加剂的硅片
加添加剂制绒后少子寿命有少许的上升，这说明虽硅片减 重很小，但硅片表面的损伤层已经完全去除。这是因为加添加 剂制绒的硅片表面微粗糙度比较小，表面态密度小，降低了少 数载流子的复合中心，进而提高了少数载流子的寿命。
实验结果与分析
加添加剂对PECVD镀膜膜厚的影响
加添加剂制绒的 硅片PECVD镀膜 膜厚的均匀性和 离散度要优于不 加添加剂的。这 应该由于加添加 剂制绒的硅片表 面的金字塔比较 小，硅片表面的 微粗糙度要小。
制绒时间/min 5 15 20 25 绒面平均大小/um 3.308 4.413 4.651 6.306 方差 0.649 1.715 1.387 2.030
在5min的时候只有少量金字塔形成，到15min左右，绒 面基本长成，到20min绒面继续长大，方差变小，所以绒面 大小变得更均匀，到25min时，绒面继续变大，方差也变大， 绒面大小均匀性下降，这是由于一些大的金字塔体不断长大， 而周边的金字塔体会慢慢变小，且有可能会吞并周边的小金 字塔体，最后会形成小金字塔围绕大金字塔的绒面结构。
加添加剂和加添加剂的单晶硅片制绒后反射率的变异性图 注：baseline为不加添加剂的硅片，experiment为加添加剂的硅片
实验结果与分析
加添加剂对镀膜后反射率的影响
加添加剂制绒的 硅片镀膜后反射 率相比较与不加 添加剂的有少许 的降低，这和制 绒后硅片表面反 射率的降低有着 直接的关系。
不加添加剂和加添加剂的单晶硅片镀膜后反射率的变异性图 注：baseline为不加添加剂的硅片，experiment为加添加剂的硅片
电池一期C班 陶厚端
主要内容
背景 内容和研究方法 实验过程 实验结果及分析 结论

背景
太阳能电池问世以来，提高太阳能电池 的转换效率一直是从事太阳能电池工作的 科学家和工程师努力追求的目标。有效的 减少太阳光在硅片表面的反射损失是提高 太阳能转换效率的一个重要的方法，在太 阳能电池表面形成绒面不仅可以降低表面 的反射率，而且还可以在电池的内部形成 光陷阱，从而显著的提高电池的转换效率。
国内外研究现状
但尚未发现有文献对加入添加剂后，由于改 善了制绒液对硅片表面的润湿，绒面上的金字塔 的大小有何变化的研究，以及由于绒面大小的变 化对反射率、少子寿命以及经过扩散，刻蚀， PECVD镀膜后膜厚和反射率，加工成太阳能电池 片后转换效率的影响。
研究内容与方法
1）采用一般的不加添加剂的低碱腐蚀溶液和加添加剂的 碱性腐蚀溶液分别对P型单晶硅进行腐蚀制绒，制绒结束 后利用基恩士激光显微镜对两种制绒工艺的绒面表面形貌 进行表征，测试并分析样品的表面平均反射率以及少子寿 命。 2）对两种不同制绒工艺的硅片进行扩散、刻蚀、PECVD 镀膜后测膜厚和反射率。 3）丝网印刷，加工成太阳能电池片，观测其光电转换效 率和光致发光缺陷，并对电性能参数进行分析。
实验结果与分析
加添加剂对制绒时间的影响
加添加剂后制绒时 间明显减小且变得 稳定。这是由于添 加剂增加了制绒液 对硅片表面的润湿， 使得制绒液对硅片 表面的腐蚀均匀且 腐蚀速率增加。
不加添加剂和加添加剂单晶硅片制绒时间对比 注：baseline为不加添加剂的硅片，experiment为加添加剂的硅片
实验过程
测片 装片 预清洗
扩散
ห้องสมุดไป่ตู้
后清洗
制绒
边缘PN结 刻蚀
PECVD镀 膜
丝网印刷 和烧结
实验结果与分析
不同制绒时间绒面的微观形貌
（a）5min
（b）15min
左图为在85℃ 下单晶硅不同 制绒时间绒面 的基恩士激光 显微形貌图
（c）20min
（d）25min
实验结果与分析
不同制绒时间绒面的微观形貌
制绒添加剂对制绒液中OH-离子从腐蚀液向反应界面的输 送过程中具有强且均匀的缓冲作用，使得大批量腐蚀加工单晶 硅绒面时，提高了产品工艺加工质量的稳定性。
实验结果与分析
加添加剂对硅片减重的影响
不加添加剂和加添加剂制绒硅片减重对比 注：baseline为不加添加剂的硅片，experiment为加添加剂的硅片