利用背激光提高高效单晶背电极拉力
高效晶体硅电池技术综述
高效晶体硅电池技术综述以及商业化现状摘要:太阳能、风能、水能等清洁能源随着能源危机的初现端倪已经越来越为人们所重视和提倡,能源问题已经成为制约国家经济发展的重要战略问题。
其中太阳能不论从资源的数量、分布的普遍性、技术的成熟度和对环境的影响都体现出巨大的优势。
光伏发电也逐渐从传统发电的补充能源形式过渡到替代能源形式。
这当中发电成本始终是制约推广的首要因素。
寻求新技术、新材料、新工艺,以提高太阳电池转换效率,大幅度降低生产成本是整个光伏行业面临的紧迫课题。
晶体硅电池是目前商业化程度最高,制备技术最成熟的太阳能电池。
以晶体硅技术为基础,着力于降低生产成本,提高发电效率的高效晶体硅电池研发始终是国际光伏领域研究的热点之一。
本文旨在从影响常规晶体硅电池转换效率的几个可能方面出发,简介目前欧美,日本等光伏技术发达国家以及业界几种较为流行的高效晶体硅制备技术及其商业化现状。
关键词:高效、晶硅、太阳能电池、光伏发电前言太阳能光伏发电是太阳能利用的一种重要形式,随着技术不断进步,光伏发电成为最具发展前景的发电技术之一。
光伏发电的基本原理为半导体的光伏效应,即在太阳光照射下产生光电压现象。
20世纪50年代,美国贝尔实验室三位科学家首次研制成功具有实用价值的单晶硅太阳电池,诞生了将太阳的光能转换为电能的实用光伏发电技术,在太阳电池发展史上起到了里程碑的作用。
太阳能电池主要有两大类,一类是以单晶硅和多晶硅硅片为基础的晶体硅太阳能电池;另一类是非晶硅、铜铟硒和碲化鎘薄膜太阳能电池等。
晶体硅太阳能电池是目前应用技术最成熟、市场占有率最高的太阳能电池,至2009年止超过90%,薄膜太阳电池市场占有率不足10%[1]。
晶体硅太阳能电池在可预见的未来仍将占主导地位。
现行光伏发电技术推广的最大制约因素是发电成本,围绕降低生产成本的目标,以高效电池获取更多的能量来替代低效电池一直是科学研究的热门课题之一。
近年来高效单晶硅太阳能电池研究已取得巨大成就,在欧美,日本等商业化高效电池的转换效率已超过20%。
背接触晶硅异质结电池
背接触晶硅异质结电池是一种太阳能电池结构,具有高效转换太阳能为电能的特点。
它采用了背接触结构,即将电极接触面置于硅片的背面,与传统的正面接触结构相比,可以有效减少电极面积遮挡和电荷复合,提高电池的光电转换效率。
背接触晶硅异质结电池通常由以下几个主要部分组成:
1.替代背面:背接触电池在硅片的背面添加了一层透明或部分透明的材料,用于作为替代电极,传导电流,并提供反射光线回到硅片中。
2.硅异质结:在替代背面材料和硅片之间形成异质结,常见的材料有多晶硅、单晶硅、铁电体等,通过优化材料选择和界面结构,可以提高光生载流子的采集效率。
3.正面电极:与背面接触相对的是正面电极,通常是光透明的导电材料,如氧化铟锡(ITO)或导电聚合物,它能够允许光线通过并收集从背面传导过来的电流。
通过这样的结构设计,背接触晶硅异质结电池能够减少电极在阳光照射下的遮挡面积,提高电池的光电转换效率,并且在光照不均匀的情况下仍然能够保持较高的效率。
此外,该结构还具有较低的电阻损耗和更好的电流收集特性。
背接触晶硅异质结电池是一种相对新颖的太阳能电池结构,目前仍在研究和开发中,以探索更高效、更经济的太阳能转换技术。
N型高效单晶光伏电池技术
N型高效单晶光伏电池技术目前P型晶硅电池占据晶硅电池市场的绝对份额。
然而,不断追求效率提升和成本降低是光伏行业永恒的主题。
N型单晶硅较常规的P型单晶硅具有少子寿命高、光致衰减小等优点,具有更大的效率提升空间,同时,N型单晶组件具有弱光响应好、温度系数低等优点。
因此,N型单晶系统具有发电量高和可靠性高的双重优势。
根据国际光伏技术路线图(ITRPV2015)预测:随着电池新技术和工艺的引入,N型单晶电池的效率优势会越来越明显,且N型单晶电池市场份额将从2014年的5%左右提高到2025年的35%左右。
本文论述了N型单晶硅及电池组件的优势,并介绍了各种N型单晶高效电池结构和特点,及相关技术发展现状和产业化前景。
1.引言由于晶硅太阳电池成熟的工艺和技术、高的电池转换效率及高达25年以上的使用寿命,使其占据全球光伏市场约90%份额。
理论上讲,不管是掺硼的P型硅片还是掺磷的N型硅片都可以用来制备太阳能电池。
但由于太阳能电池是基于空间航天器应用发展而来的,较好的抗宇宙射线辐照能力使得P型晶硅电池得到了充分的研究和空间应用。
技术的延续性使目前地面用太阳能电池90%是掺硼P型晶硅电池。
而且,研究还发现N 型晶硅电池由于p+发射结均匀性差导致填充因子较低,并且长期使用或存放时,由于发射结表面钝化不理想等原因电池性能会发生衰退。
另外,B2O3的沸点很高,扩散过程中始终处于液态状态,扩散均匀性难以控制,且与磷扩散相比,为了获得相同的方块电阻需要更长的时间和更高的温度,导致材料性能变差。
所以与在N型硅片上形成掺硼p+发射结在工业生产中比较困难。
然而,地面应用并不存在宇宙射线辐照的问题,而且随着技术的发展,原来困扰N型晶硅电池的发射结浓度分布、均匀性、表面钝化等技术难题已经解决。
随着市场对电池效率的要求越来越高,P型电池的效率瓶颈已越发明显。
N型晶硅电池由于其高少子寿命和无光致衰减等天然优势,具有更大的效率提升空间和稳定性,成为行业关注和研究的热点。
太阳能电池板及其工作原理
太阳能电池板及其工作原理性能及特点:太阳能电池分为单晶硅太阳电池〔坚固耐用,使用寿命一般可达20年。
光电转换效率为15%。
〕多晶硅太阳电池〔其光电转换效率约14.5%,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低非晶硅太阳电池。
〕非晶硅太阳能电池〔其光电转换率为10%,成本低,重量轻,应用方便。
〕太阳能发电原理:太阳能不象煤和石油一样用交通工具进行运输,而是应用光学原理,通过光的反射和折射进行直接传输,或者将太阳能转换成其它形式的能量进行间接传输。
直接传输适用于较短距离。
基本上有三种方法:基本上有三种方法:通过反射镜及其它光学元件组合,改变阳光的传播方向,到达用能地点;通过光导纤维,可以将入射在其一端的阳光传输到另一端,传输时光导纤维可任意弯曲;采用外表镀有高反射涂层的光导管,通过反射可以将阳光导入室内。
间接传输适用于各种不同距离。
将太阳能转换为热能,通过热管可将太阳能传输到室内;将太阳能转换为氢能或其它载能化学材料,通过车辆或管道等可输送到用能地点;空间电站将太阳能转换为电能,通过微波或激光将电能传输到地面。
太阳能的光电转换是指太阳的辐射能光子通过半导体物质转变为电能的过程,通常叫做"光生伏打效应”,太阳电池就是利用这种效应制成的。
当太阳光照射到半导体上时,其中一部分被外表反射掉,其余部分被半导体吸收或透过。
被吸收的光,当然有一些变成热,另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞,于是产生电子-空穴对。
这样,光能就以产生电子-空穴对的形式转变为电能、如果半导体内存在P-n结,则在P型和n型交界面两边形成势垒电场,能将电子驱向n区,空穴驱向P区,从而使得n区有过剩的电子,P区有过剩的空穴,在P-n结附近形成与势垒电场方向相反光的生电场。
光生电场的一部分除抵销势垒电场外,还使P型层带正电,n型层带负电,在n区与p 区之间的薄层产生所谓光生伏打电动势。
假设分别在P型层和n型层焊上金属引线,接通负载,则外电路便有电流通过。
激光掺杂选择性发射极技术在PERC 单晶硅太阳电池中的应用
摘 要:以激光掺杂选择性发射极 (LDSE) 技术在 PERC 单晶硅太阳电池中的应用为研究对象,使用太阳电池
单二极管模型模拟了反向饱和电流密度与开路电压、比接触电阻与填充因子之间的关系;测试了不同激光功
率和激光划线速度对扩散后方块电阻变化值的影响,并通过扫描电镜 (SEM) 对硅片表面形貌和电化学电容 -
次掺杂,从而形成选择性发射极结构;且硅片无 需经过多次高温扩散和掩膜工艺就可以形成选择 性发射极结构,因此,激光掺杂可有效降低太阳 电池制造成本,并减少高温过程带来的硅片少子 寿命的衰减。激光工艺与现有的电池产线兼容性 较好,正逐渐成为 PERC 太阳电池产线的标配。
本文通过激光掺杂选择性发射极 (LDSE) 技术在 PERC 单晶硅太阳电池的应用,研究了不同激光功率 和激光划线速度对扩散后方块电阻的变化值的影响; 通过扫描电镜 (SEM) 观察了激光掺杂前、后硅片的 表面形貌,并利用电化学电容 - 电压 (ECV) 法表征 了激光掺杂前、后的杂质浓度曲线;对金属化图形 与方块电阻进行匹配优化,应用 LDSE 制备了平均 转换效率达到 21.92% 的 PERC 单晶硅太阳电池。
技术应用
示,其中,JL 为光生载流子。假设太阳电池的理 想因子 n=1、短路电流密度 Jsc=40 mA/cm2、比 接触电阻 Rs=0.62 Ω•cm2,Rs 每降低 0.1 Ω•cm2, 填充因子 FF 随之增加约 0.5%,具体如图 1c 所
示。 图 1d 显 示 了 随 着 反 向 饱 和 电 流 密 度 J0 的 降低,开路电压 Voc 不断升高;J0 每降低约 0.03 fA/cm2,Voc 提高约 4 mV。
关键词:选择性发射极;转换效率;PERC;激光掺杂;单晶硅
高效晶体硅太阳能电池介绍
高效晶体硅太阳电池简介(1)PERC电池是澳大利亚新南威尔士大学光伏器件实验室最早研究的高效电池。
它的结构如图2-13a所示,正面采用倒金字塔结构,进行双面钝化,背电极通过一些分离很远的小孔贯穿钝化层与衬底接触,这样制备的电池最高效率可达到23.2%[26]。
由于背电极是通过一些小孔直接和衬底相接触的,所以此处没能实现钝化。
为了尽可能降低此处的载流子复合,所设计的孔间距要远大于衬底的厚度才可。
然而孔间距的增大又使得横向电阻增加(因为载流子要横向长距离传输才能到达此处),从而导致电池的填充因子降低。
另外,在轻掺杂的衬底上实现电极的欧姆接触非常困难,这就限制了高效PERC电池衬底材料只能选用电阻率低于0.5 Ωcm以下的硅材料。
为了进一步改善PERC电池性能,该实验室设想了在电池的背面增加定域掺杂,即在电极与衬底的接触孔处进行浓硼掺杂。
这种想法早已有人提出,但是最大的困难是掺杂工艺的实现,因为当时所采用的固态源进行硼掺杂后载流子寿命会有很大降低。
后来在实验过程中发现采用液态源BBr3进行硼掺杂对硅片的载流子寿命影响较小,并且可以和利用TCA制备钝化层的工艺有很好的匹配。
1990年在PERC结构和工艺的基础上,J.Zhao在电池的背面接触孔处采用了BBr3定域扩散制备出PERL电池,结构如图2.13b所示[27]。
定域掺硼的温度为900 ℃,时间为20 min,随后采用了drive-in step技术(1070 ℃,2 h)。
经过这样处理后背面接触孔处的薄层电阻可降到20 Ω/□以下。
孔间距离也进行了调整,由2 mm缩短为250 µm,大大减少了横向电阻。
如此,在0.5 Ωcm和2 Ωcm的p型硅片上制作的4 cm2的PERL电池的效率可达23-24%,比采用同样硅片制作的PERC电池性能有较大提高。
1993年该课题组对PERL电池进行改善,使其效率提高到24%,1998年再次提高到24.4%,2001年达到24.7%,创造了世界最高记录。
N型双面高效单晶电池和组件-1
N型双面高效单晶电池组件1公司介绍2N型双面电池片3 N型双面电池组件优势CONTENTS4 电站投资成本及收益5 N型双面电池组件产品6 技术路线苏州中来光伏新材股份有限公司(简称中来股份)成立于2008年3月,是国内第一家专业从事太阳能电池背膜研发、生产和销售的上市企业(股票代码:300393),业内最先实现涂覆型太阳电池背膜产业化生产的企业之一,目前为全球最大的专业背膜制造企业。
公司同时致力于高效太阳能电池的设计和研发,已申请高效电池相关专利26项,其中已授权12项,单晶双面发电高效太阳能电池的技术开发能力处于国内领先、国际先进水平。
中来电力主要从事光伏电站投资、融资、建设及运维服务,侧重投资农光互补电站及工商业屋顶分布式电站。
●公司性质:股份有限公司●公司地址:常熟市沙家浜镇常昆工业园区●成立时间:2008.03.07 ●生产能力:年配套光伏组件能力10GW●业务范围:背膜技术+高效电池+电站投融资及运维泰州中来光电科技有限公司项目计划投资建设14条N型单晶双面太阳能电池生产线,包括单晶制绒设备、扩散设备、刻蚀设备等。
项目总投资165,832.00万元,建设期1.5年,达产后将实现2.1GW产能,可完善公司产品结构,满足市场需求。
在晶硅太阳能电池技术路线中,低成本、高转换效率一直是太阳能电池技术发展的重点。
N型单晶太阳能电池基于自身结构特性,具有光电转换效率高、光衰减系数低、弱光响应等优势,本项目生产的N型单晶双面太阳能电池通过采用离子注入等技术,精简了产品工艺流程,提高产品良品率,产品生产成本得以降低。
本项目生产的N型单晶电池为双面电池,与单面电池相比,采用该款N型单晶双面电池可使得同等投资的光伏电站发电量有较大幅度提高,亦可在同等发电规模下减少土地占用。
N 型单晶双面电池核心技术N 型硅片,正面硼扩散形成P+层,背面磷扩散形成N+层,双面沉积氮化硅减反膜,最后印刷银电极。
01020304硼扩散工艺新工艺开发、掺杂的浓度,结深等对p-n 结特性的影响离子注入法磷扩散简化工艺,提升效率表面钝化工艺降低表面缺陷减少载流子复合新一代双二次印刷工艺提升效率,保证品质N 型双面电池N 型单晶双面电池转换效率Eta(%)Voc (V)Jsc(A )FF 21.0%0.6549.9078.70正面平均效率>21.0%高效双面发电背面平均效率>19.0%N 型单晶/P 型多晶光衰数据对比1.281.581.221.671.441.691.761.83-0.13-0.15-0.140.120.09-0.10.150.08-0.500.511.522.5020406080100120功率衰减(%)辐照量(KWh )P 型多晶N 型单晶光致衰减低弱光响应强由于N型基体材料高的少子寿命,N型晶硅组件在弱光下表现出比常规P型晶硅组件更优异的发电特性。
晶科能源单晶硅topcon电池平均光电转换效率
晶科能源单晶硅topcon电池平均光电转换效率全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:晶科能源是一家专注于太阳能领域的领先企业,致力于推动清洁能源技术的发展和应用。
作为太阳能电池制造商,晶科能源一直以来致力于提高太阳能电池的光电转换效率,以更高效地转化太阳能为电能。
晶科能源的单晶硅topcon电池以其优异的性能和稳定性备受瞩目。
本文将对晶科能源单晶硅topcon电池的平均光电转换效率进行详细介绍。
我们需要了解topcon电池的基本原理。
topcon电池是一种以背电场和反照率增强为特点的太阳能电池,其主要原理是在电池的表面形成一层透明导电膜,通过此膜展开电场增强,从而提高电池的光电转换效率。
单晶硅topcon电池是在单晶硅片上制备的一种topcon电池,具有高度的晶体质量和稳定性,能够有效提高电池的光电转换效率。
据晶科能源公布的数据显示,其单晶硅topcon电池的平均光电转换效率已经达到了20%以上。
这一数据表明,晶科能源的topcon电池在太阳能电池市场中具有较高的竞争力和性能优势。
通过不断的技术创新和优化,晶科能源的单晶硅topcon电池的光电转换效率得到了持续提升,为用户提供了更可靠、高效的太阳能发电解决方案。
除了光电转换效率外,晶科能源的单晶硅topcon电池还具有更多的优势。
其采用了先进的生产工艺和技术,保证了电池的稳定性和可靠性,能够在各种复杂环境下长期运行。
晶科能源的topcon电池还具有较高的光伏性能温度系数,能够在高温环境下保持较高的发电效率,适合在炎热的地区使用。
晶科能源的单晶硅topcon电池还具有较长的使用寿命和较低的维护成本,为用户带来更长远的经济效益。
至此,晶科能源单晶硅topcon电池平均光电转换效率相关的文章已经完成。
希望对您有所帮助。
如果您有任何其他问题或主题需要继续撰写文章,请随时告诉我。
感谢阅读!第二篇示例:晶科能源是一家知名的太阳能光伏企业,专注于研发、生产和销售高效率的太阳能电池和组件。
078-(全)激光技术和喷墨打印技 术在高效晶体硅电池上的应用-第十一届中国光伏大会暨展览会会议论文集
激光技术和喷墨打印技术在高效晶体硅电池上的应用刘金宁*,潘盛,孙铁囤(常州亿晶光电科技有限公司,江苏,常州,213200)摘要目前,商业化的晶硅太阳能电池主要依靠传统的丝网印刷技术形成电极。
然而目前丝网印刷技术的精度和印刷细栅的高宽比很难再提高,这已经成为制约晶硅电池效率进一步提升的一个主要障碍。
激光技术和喷墨打印技术是完全可以代替传统丝网印刷晶硅电池工艺的两种非常有潜力的技术。
本文主要介绍了激光技术和喷墨打印技术在高效晶体硅电池上的应用。
关键词:硅太阳能电池, 激光, 喷墨打印, 高效晶体硅电池Laser and Ink Jet Print Technology Applied to Industrial Silicon Wafer Solar CellLIU jin-ning*, PAN sheng, SUN tie-tunChangzhou EGing Photovoltaic Technology Co.Ltd.Abstract In 2010, around 90% of all wafer-based silicon solar cells were produced using screen printing to form the silver front and wet acid or alkali to form the texturing. This paper reviews the dominant high-efficiency silicon solar cell technology looking into the state-of-the-art applications of the laser and ink jet printing in the industrial silicon wafer solar cells. Finally, the laser and ink jet printing technology has been shown to have great potential to replace the conventional texturing and screen printing methods.Keywords silicon solar cells, laser, ink jet printing, screen printing, texturing1引言太阳能将是解决人类能源问题的根本途径,利用太阳能电池可以直接将太阳能转化为电能。
单晶硅太阳能电池详细工艺
单晶硅太阳能电池1.基本结构指电极图1太阳能电池的基本结构及工作原理2,太阳能电池片的化学清洗工艺切片要求:①切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。
②断面完整性好,消除拉丝、刀痕和微裂纹。
③提高成品率,缩小刀(钢丝)切缝,降低原材料损耗。
④提高切割速度,实现自动化切割。
具体来说太阳能硅片表面沾污大致可分为三类:1、有机杂质沾污:可通过有机试剂的溶解作用,结合兆声波清洗技术来去除。
2、颗粒沾污:运用物理的方法可采机械擦洗或兆声波清洗技术来去除粒径;0.4仙颗粒,利用兆声波可去除>0.2飘粒。
3、金属离子沾污:该污染必须采用化学的方法才能将其清洗掉。
硅片表面金属杂质沾污又可分为两大类:(1)、沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。
(2)、带正电的金属离子得到电子后面附着(尤如电镀”)到硅片表面。
1、用H2O2作强氧化剂,使电镀”附着到硅表面的金属离子氧化成金属,溶解在清洗液中或吸附在硅片表面。
2、用无害的小直径强正离子(如H+),一般用HCL作为H+的来源,替代吸附在硅片表面的金属离子,使其溶解于清洗液中,从而清除金属离子。
3、用大量去离子水进行超声波清洗,以排除溶液中的金属离子。
由于SC-1是H2O2和NH40H的碱性溶液,通过H2O2的强氧化和NH4OH的溶解作用,使有机物沾污变成水溶性化合物,随去离子水的冲洗而被排除;同时溶液具有强氧化性和络合性,能氧化Cr、Cu、Zn、Ag、Ni、Co、Ca、Fe、Mg等,使其变成高价离子,然后进一步与碱作用,生成可溶性络合物而随去离子水的冲洗而被去除。
因此用SC-1液清洗抛光片既能去除有机沾污,亦能去除某些金属沾污。
在使用SC-1液时结合使用兆声波来清洗可获得更好的清洗效果。
另外SC-2是H2O2和HCL的酸性溶液,具有极强的氧化性和络合性,能与氧化以前的金属作用生成盐随去离子水冲洗而被去除。
被氧化的金属离子与CL-作用生成的可溶性络合物亦随去离子水冲洗而被去除。
晶科能源单晶硅topcon电池平均光电转换效率
晶科能源单晶硅topcon电池平均光电转换效率全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:晶科能源是一家专业从事太阳能电池和光伏系统的制造和研发的企业,其产品覆盖单晶硅、多晶硅和PERC电池等多种类型。
而在众多产品中,晶科能源的单晶硅TOPCon电池以其高光电转换效率而备受市场关注。
我们来简单介绍一下什么是单晶硅TOPCon电池。
TOPCon电池是一种全反向结构的晶体硅太阳能电池,其制造工艺比传统PN结晶硅太阳能电池更为复杂,但是可以实现更高的光电转换效率。
而晶科能源的TOPCon电池采用了单晶硅材料,具有更高的光电转换效率和更长的寿命。
那么,晶科能源的单晶硅TOPCon电池的平均光电转换效率究竟有多高呢?根据相关的数据和市场调研结果,晶科能源的单晶硅TOPCon电池的平均光电转换效率在实际生产中可以达到22%以上,甚至可以达到24%以上,相比于传统PN结晶硅太阳能电池的光电转换效率提升了近10%。
这样高的光电转换效率意味着什么呢?高光电转换效率可以使得单晶硅TOPCon电池在同样的面积下产生更多的电能,从而提高了光伏发电系统的整体效率。
高光电转换效率可以降低光伏发电系统的成本,因为在同样的发电量下,需要更少的电池和组件,从而节省了材料和安装成本。
高光电转换效率还意味着更高的功率输出和更稳定的性能。
在光照强度较低的情况下,单晶硅TOPCon电池仍然能够保持较高的效率,保证了光伏发电系统的稳定发电。
而在高温和高湿度环境下,单晶硅TOPCon电池的性能也更为出色,可以更好地适应各种气候条件。
晶科能源的单晶硅TOPCon电池以其高光电转换效率、稳定性能和较长的寿命成为市场上备受追捧的产品。
其在光伏发电系统中的应用可以为用户带来更高的发电效率和更长的使用寿命,为推动清洁能源发展做出了积极贡献。
相信随着技术的不断创新和市场需求的增长,晶科能源的单晶硅TOPCon电池将有更广阔的发展空间和更广泛的应用前景。
第二篇示例:晶科能源是一家专注于太阳能领域的高新技术企业,致力于研发、生产和销售高效的太阳能电池和太阳能系统。
《光电子材料与器件》-题库
《光电子材料与器件》题库选择题:1. 如下图所示的两个原子轨道沿z轴方向接近时,形成的分子轨道类型为( A )(A) *σ(B) σ(C) π(D) *π2. 基于分子的对称性考虑,属于下列点群的分子中不可能具有偶极矩的为(C)(A)C n(B)C n v(C)C2h(D)C s3. 随着温度的升高,光敏电阻的光谱特性曲线的变化规律为(B)。
(A)光谱响应的峰值将向长波方向移动(B)光谱响应的峰值将向短波方向移动(C)光生电流减弱(D)光生电流增强4. 利用某一CCD来读取图像信息时,图像积分后每个CCD像元积聚的信号在同一时刻先转移到遮光的并行读出CCD中,而后再转移输出。
则该CCD的类型为(B )(A)帧转移型CCD (B)线阵CCD (C)全帧转移型CCD (D)行间转移CCD5. 对于白光LED器件,当LED基片发射蓝光时,其对应的荧光粉的发光颜色应该为(D)(A)绿光(B)紫光(C)红光(D)黄光6. 在制造高效率太阳能电池所采取的技术和工艺中,下列不属于光学设计的为(C)(A)在电池表面铺上减反射膜;(B)表面制绒;(C)把金属电极镀到激光形成槽内;(D)增加电池的厚度以提高吸收7. 电子在原子能级之间跃迁需满足光谱选择定则,下列有关跃迁允许的表述中,不正确的是(B ):(A)总角量子数之差为1(B)主量子数必须相同(C)总自旋量子数不变(D)内量子数之差不大于28. 物质吸收一定波长的光达到激发态之后,又跃迁回基态或低能态,发射出的荧光波长小于激发光波长,称为(B)。
(A)斯托克斯荧光(B)反斯托克斯荧光(C)共振荧光(D)热助线荧光9. 根据H2+分子轨道理论,决定H原子能否形成分子的主要因素为H原子轨道的(A )(A)交换积分(B)库仑积分(C)重叠积分(D)置换积分10. 下列轨道中,属于分子轨道的是(C)(A)非键轨道(B)s轨道(C)反键轨道(D)p 轨道11. N2的化学性质非常稳定,其原因是由于分子中存在(D )(A)强σ 键(B)两个π键(C)离域的π键(D)NN≡三键12. 测试得到某分子的光谱处于远红外范围,则该光谱反映的是分子的(B )能级特性。
IBC电池——高效晶体硅太阳能电池
IBC电池——高效晶体硅太阳能电池IBC 电池是背电极接触( Interdigitated Back-contact )硅太阳能电池的简称。
由Sunpower公司开发的高效电池,其特点是正面无栅状电极,正负极交叉排列在背后。
利用点接触(Point-contact cell,PCC)及丝网印刷技术。
这种把正面金属栅极去掉的电池结构有很多优点:(1)减少正面遮光损失,相当于增加了有效半导体面积;(2)组件装配成本降低;(3)外观好。
由于光生载流子需要穿透整个电池,被电池背表面的PN节所收集,故IBC电池需要载流子寿命较高的硅晶片,一般采用N型FZ单晶硅作为衬底;正面采用二氧化硅或氧化硅/氮化硅复合膜与N+层结合作为前表面电场,并制成绒面结构以抗反射。
背面利用扩散法做成P+和N+交错间隔的交叉式接面,并通过氧化硅上开金属接触孔,实现电极与发射区或基区的接触。
交叉排布的发射区与基区电极几乎覆盖了背表面的大部分,十分有利于电流的引出, 结构见图。
图 4:Sunpower公司 IBC 电池 h=22.3%这种背电极的设计实现了电池正面“零遮挡”,增加了光的吸收和利用。
但制作流程也十分复杂,工艺中的难点包括P+扩散、金属电极下重扩散以及激光烧结等。
2009年7月SunPower公司上市了转换效率为19.3%的太阳能电池模块。
IBC电池的工艺流程大致如下:清洗->制绒->扩散N+->丝印刻蚀光阻->刻蚀P扩散区->扩散P+->减反射镀膜->热氧化->丝印电极->烧结->激光烧结。
(作者 和海一样的新能源 微博)原文地址:/news/37175.html。
高效晶体硅太阳能电池结构分析
高效晶体硅太阳能电池结构分析晶体硅太阳能电池占据了光伏市场的主要份额,在产业化的道路上一直追求高效低成本。
晶体硅太阳能电池的性能与其结构息息相关,文章介绍了几种高效晶体硅太阳能电池的结构,分析了其结构特征和性能参数。
标签:晶体硅太阳能电池;高效;电池结构晶体硅太阳能电池要获得大面积推广,关键在于如何降低成本和提高转换效率。
降低成本主要是降低原材料成本特别是硅片成本。
设计高效的太阳能电池结构,不仅能提升太阳能电池的转换效率,也在一定程度上能降低成本。
文章对几种高效晶体硅太阳能电池逐一作介绍。
1 PESC太阳能电池钝化发射极太阳能电池(Passivated-Emitter Solar Cell,PESC)是第一个转换效率超过20%的晶体硅太阳能电池[1]。
PESC太阳能电池效率的提升得益于微型槽技术,也就是选择性刻蚀暴露晶面的表面纹理技术。
微型槽能够减少光线在电池表面的反射;垂直光线首先到达微型槽表面,经表面折射后以41°角进入硅片内部,使光生载流子更接近太阳能电池的发射结,因而提高了光生载流子的收集效率,还使得发射极横向电阻降低了3倍,降低发射结电阻可提高电池的填充因子。
PESC太阳能电池的主要特征是表面氧化层钝化技术。
经磷扩散制得发射结后,在太阳能电池背面沉积上一层铝并使Al和硅形成合金制得Al背场,Al背场既可以起到吸杂的作用,又在电池背面建立起一个电场,阻止载流子向背面迁移,降低了背表面的复合。
接着采用氧化工艺在表面生长一层二氧化硅,正面氧化层可大大降低载流子的表面复合速率,因此提高了太阳能电池的开路电压。
PESC太阳能电池的金属电极先由剥离方法形成Ti-Pd接触,然后电镀Ag构成。
这种接触有大的高宽比和小的接触面积,镀Ag也提高了电极的导电能力,因此PESC太阳能电池的填充因子可以做到大于83%,转换效率也达到了20.8%(AM1.5)。
2 PERL太阳能电池钝化发射极、背面局部扩散(Passivated-Emitter and Rear-Locally diffused,PERL)太阳能电池是转换效率的保持者,其转换效率高达25%[3]。
激光技术在晶体硅太阳电池运用的研究
摘要提高效率、降低成本是光电池今后发展的趋势。
激光作为一个独特的非接触式的加工工具,它在光伏行业中的运用特别是晶体硅电池引起了越来越多的重视。
本论文研究了晶体硅电池制备工艺中如何利用不同类型激光在提高效率和降低成本方面的应用。
在降低成本方面:利用激光进行边缘刻蚀,实验中选用355纳米的激光器,并采用平台移动的工作方式;在提高效率的探索方面:选用1064纳米激光器开展激光烧熔电极接触技术实验;实验中取得一些有意义的结果:1.大幅提升了电池片的稳定性:使用激光边缘刻蚀后电池片的并联电阻从原先的20.62欧姆提升到193.39欧姆,这样对于电池片的稳定性有了大幅的提升。
2.对激光边缘刻蚀和背电极烧熔的细致研究表明,激光边缘刻蚀的可控性需要提升。
目前激光刻蚀可能导致电池片短路电流有了少许的下降。
平均短路电流从5.38安培下降到5.36安培。
短路电流的少许损失主要归咎于激光刻蚀的可控性差,导致电池的有效受光面积的减小。
3.电池片进动的精度有待提高。
激光刻蚀的距边精度,目前的水平是90um左右。
针对125单晶硅太阳电池,激光刻蚀的路径有4条直线和4个圆弧。
伺服电机的精度和CCD的像素影响了整个电池片的激光刻蚀精度。
4.增加激光脉冲宽度,可能导致填充因子的减小。
实验中改变激光脉冲宽度从125纳秒增加到140纳秒,激光烧蚀后电池片的串联电阻从35.7毫欧增加到39.6毫欧。
随着串联电阻的增加,电池片的填充因子和转换效率也相应地减小。
5.在激光烧蚀研究中发现,随着激光烧蚀后点间距的增大,串联电阻也逐渐增大。
当点间距为o.5毫米时的串联电阻为18.65毫欧,点间距增加到1.25毫米时的串联电阻为56.2毫欧。
电池片串联电阻增大后,填充因子和转换效率都相应地减小。
6.激光烧熔电极接触实验,LFC电池的PFF值在80%左右,与正常标准工艺电池片PFF值为81%左右相比,PFF值偏小。
这归咎于激光的热损伤。
关键词:激光技术·边缘刻蚀激光烧熔接触电池ABSTRACTThefuturetrendforthedevelopmentofthesolarcelIIStofurtherimprovetheefficiencyandtodecreasethecost.Laserisasauniquenon.contactmachiningtools.itsapplicationinphotovoltaicindustryespeciallycrystallinesiliconsolarcellsattractedmoreandmoreattention.ThispapertellsIasertechnologyincrystallinesiliconsolarcellsapplicationfromhighefficiencyandlOWCOst.10Wcostaspect:weusedIaseredgeisolationtechnology.andchosesuitableIaser.IaserwavelengthiS355nmandmobilemethodofthetooIiSplatformmoving.Tryingtoimprovecellse骶iencyaspect:weusedIaserfiringcontacttechnology.andchose1064nmIaserfordevelopinghighefficiencycells.wegotsomesignificativeresultsandthemainconclusionsareasfoIlow:1.Greatlyimprovethestabilityofsolarcells.shuntresistancerosefromoriginaI20.62Ohmafterplasmaetchto193.390hmafterIaseredgeisolation.Thusthistechnologycouldimprovethestabilityofsolarcells.2.TheIaseredgeisolationandIaserfiringcontactexperimentsshowthatthecontrollabilityofIaseredgeisolationneedtofurtherimprove.comparedtotraditionalplasmaetch.thereiSashortageaspectthatshort-circuitcurrentiStinyIOW.averageshort-circuitcurrentdroppedfrom5.38AtO5.36A.itsduetolOSSofeffectiveareaafterIaseredgeisolation.3.Atpresent.edgedistanceiSabout90urnafterIaseredgeisolation.Aimingat125mono.si.IaserpathshavefourIineandfourcircles.SOtheaccuracyofLheservomotorandCCDpixelcouldaffectthedistanceoflaserisolation.4.IntheIaserfiredcontactexperiments.Iaserpulsedurationincreasedfrom125nsto140ns.afterlaserfiredcontactthecells’seriesresistancealsoincreasedfrom35.7mohmsto39.6mohms.Alongwiththeincreaseoftheseriesresistance.thefillfactorandconversionefficiencyofthecellscorrespondinglydecreased.5.1ntheIaserfiredcontactexperiments.wefoundalongwiththeincreaseofpointdistance。
太阳能电池片背激光的原理
太阳能电池片背激光的原理
太阳能电池片背激光的原理如下:
太阳能电池片由硅基体、P型掺杂区、N型掺杂区和背钝化层等组成。
在印刷背面电场前,需要使用激光去除一部分氧化铝和氮化硅,以实现背场与硅基体的电接触。
这个过程被称为背激光。
激光刻槽过程是一个物理过程,即用激光束按照一定图形直接轰击掉背面钝化层。
激光刻槽采用高功率、高密度的激光束对电池片表面进行微米级别的加工,可以精细地控制加工深度和位置,并实现高精度和高效率的加工。
在背激光过程中,激光作为一种高能量的光束,能够快速刻槽、切割、抛光等多种加工方式,使得太阳能电池片在生产制造过程中具有高效、高精度、高稳定性的特点。
因此,太阳能电池片背激光可以通过激光对电池片表面进行微米级别的加工,去除氧化铝和氮化硅,从而实现背场与硅基体的电接触,提高电池片的输出效率和稳定性。
一周解一惑系列:激光设备如何赋能光伏行业发展?
一周解一惑系列:激光设备如何赋能光伏行业发展?2022年10月09日➢ 本周关注:四方达、应流股份、北路智控、东威科技➢本周核心观点:接近业绩披露期,三季报成为市场关注点。
优先推荐三季报业绩较好的设备标的。
当前人形机器人、新能源行业新技术、新工艺层出不穷,虽短期市场预期波动较大,但发展方向明确,仍需给予持续关注。
➢激光是提高光伏光电转换效率的“超级武器”。
光伏产品对于光电转换效率“锱铢必较”,激光可用于掺杂、开槽、转印、无损划片以及打孔技术等,能有效提高光电转换效率,是光伏技术升级的必备“武器”。
➢专用激光设备:已成各类电池片技术必配工艺。
1)激光消融及激光掺杂率先在PERC 电池中实现量产化应用,分别提升1.2%和0.2%-0.3%左右转换效率。
2)在TOPCon 电池领域,激光掺硼技术可进一步实现降本提效,将持续走向更低的设备投资额及更高转换效率的方向,有望成为未来新增TOPCon 产线的标准配置。
3)在HJT 领域,激光LIA 技术可提升电池转换效率,目前已进入小批量验证阶段,潜力可期。
4)IBC 电池领域,激光消融技术相比传统丝网印刷以及湿法刻蚀工序更为简易,提升IBC 电池竞争力。
5)钙钛矿电池作为最具潜力的电池技术,激光工艺最多可应用5道步骤,激光设备将率先受益。
➢通用激光设备:核心为了省银。
光伏电池金属化成本居高不下仍为限制新型电池技术发展的因素之一,潜在解决方案包括激光转印以及铜电镀等工艺方式,激光设备在其中均扮演重要角色。
激光转印采用高功率激光束高速图形化扫描形成栅线,铜电镀工艺通过激光器实现掩膜图形化,为电镀沉积金属的前道工艺。
此外,在MWT 电池中,高精密激光打孔已成为电池核心工艺,提升光电转换效率0.4%左右。
组件端的激光无损划片以及光伏玻璃打孔,配合新组件工艺,提升组件光电转换效率以及使用寿命。
➢预计2025年激光设备行业市场空间达到68亿元,CAGR=53%。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
引 言
近年来 , 随着 阴 霾 天 气 的 增 加 , P M2 . 5已超 标
1 实验 路 线 的确 定
1 . 1 高效单 晶工 艺
近 几年 , 太 阳能 电池 得到 了飞 速 的发展 , 而提 高
数倍 , 环境 污 染 问题 日益严 峻 , 使 用 清洁 能源 的呼声
越 来 越高 , 因此 , 太 阳能 光伏 作 为取 之不尽 的可再 生
与 普通 工艺 不 同 , 氮化 硅是 绝缘 膜 l _ 6 ] , 光激 发 出
整 背激 光工 艺 2种 方法试 图解 决 以上 问题 。结 合实 验 分 析 了 2种 方法 的效 率优 势和 经济 优势 。在 背 电 极 上 分别对 A、 B、 C 3种 浆料进 行 了拉 力 测 试 实验 ; 在背激光工艺调整方面, 对 背 电 极 处 开 槽 面 积 5 2 . 5 、 6 7 . 5 、 8 2 . 5 、 1 0 0 进 行 了拉 力 测 试 实 验 。最终 , 通过 背 电极 开槽 实现 了高 效 单 晶工 艺 的
太 阳能 电池 转换 效率 和 降低成 本一 直是 光伏 能源 领 域 的 主要研 究 方 向 。其 中 ,பைடு நூலகம்提 高 光 的利 用 率 和 降 低 表 面 复合是 提 高效率 的先 决条 件 _ 】 ] 。我公 司采用 自
能源 得 到迅速 发展 。晶体 硅太 阳能 电池 虽然 具有 转 化效 率 高 、 性 能稳 定等 优点 , 在太 阳能 电池 中一直 占 据 主导地 位 , 但相 比传 统 能源来 说 没有 经济 优势 , 所 以, 不 断引入 新工 艺 来 提 高 效 率 和 降低 成 本 成 为 其 在市 场 竞争 中赢 得市 场份 额 的发展 方 向 。我公 司采 用 背 面镀膜 的高 效 单 晶 工 艺 , 电池 片转 换 效 率 高 达 2 O , 但 丝 网印 刷后 背 电极 的拉力 略低 , 成 为其 量产 的瓶颈 。本 文对 浆料 、 薄膜、 硅 片 之 间的附 着力 进行
艺可 以去 除硅 片表 面 的刻蚀 损伤 , 得 到较 为干净 、 光
滑 的表面 , 有利 于 电池表 面 的钝化 , 减 少少 数载 流子
的复 合 , 提 高转 化效 率 ] 。2 )背 面镀 氮氧 化 硅 和氮
化硅 双层 膜 ] 。氮 化 硅 起 到 保 护层 的作 用 , 在 沉 积 过程 中伴 有大 量 的氢 原 子 和 氢 离 子 产 生 , 可 以 去 除 饱 和挂键 , 同 时 降 低 表 面态 , 钝 化 了 背 面 绝 缘 层 结 构, 提高 表面钝 化 , 降低 表 面复合 速 度[ 5 ] 。穿过 硅 片 的光 经 过氮化 硅 反 射后 会 再 次 利 用 , 更 大 程 度 地 利 用光 效 应 , 增大短路 电流, 从 而 提 高 电 池 片 的转 换 效率 。
了理论 分析 和 实验 研 究 , 通 过 更 换 背 电 极 浆料 和调
主研发 的背 钝化 高 效 单 晶 工 艺来 降低 表 面 复 合 , 从
而提 高光 的利 用 率 , 单片效率高达 2 0 , 达 到 国 内 领 先 水平 。此 工艺 有 2个 突 出的优 点 : 1 )抛 光 L 2 ] 工
使 铝浆 和 硅 片 有 良好 的 接 触 , 从 而达到导 电效果。 但是 , 电池 片背 电极 拉力 略低 于市 场要 求 , 成 为不 能
量 产 的瓶颈 。
控技术与仪器专业, 学士学位, 工程师 , 主 要 从 事 晶 体 硅 太 阳 能 电 池
工 艺研 发 与 生 产 应 用 工 作 。
产线 量 产 。
来 的 电子 无 法 导 出 。我 们 利 用 背 激 光 进 行 背 面 开 槽, 印 刷铝浆 后 能够 渗入 到激 光开 的槽 中, 经 烧结 后
收 稿 日期 : 2 0 1 4 — 0 6 — 2 4 作者简介 : 王海刚, 男, 1 9 8 2年 出生 , 2 0 0 4年 毕 业 于 太 原 理 工 大 学 测
艺2 种 方 法进 行 改进 。 结 果表 明 , 利 用 背 激 光提 高 高效 单 晶背 电极 拉 力 最理 想 , 可 实现 高效 单 晶 工 艺 的
产线量产。
关 键 词 :高效 单 晶 ; 背激 光 ; 浆料 ; 拉力 中 图分 类 号 : T M 6 1 5 文献 标 识 码 : A 文章编号 : 1 0 0 4 — 7 0 5 0 ( 2 0 1 4 ) 0 4 — 0 0 1 9 — 0 3
王 海刚 , 王艳 波 , 王森涛 , 贾彦科 , 刘 进
( 山 西 潞 安 太 阳能 科技 有 限责 任 公 司 , 山西 长治 0 4 6 2 0 4 )
摘 要 :针 对 高效 单 晶工 艺 下 背 电极 拉 力较 市 场 要 求 略 低 的 情 况 , 采取 更 换 背 电极 浆 料 和 调 整 背激 光 工
总第 1 5 2期 2 0 1 4年 第 4期
山 西
化 工
To t a l 1 5 2
No .4。2 01 4
SH A N XI CH EM I CAL I N DU ST RY
:
:
:
:
蓦 辨 磁蔫辩
・
:
j : ※ :
利 用 背激 光提 高 高效 单 晶背 电极 拉 力
p a s s i v a t i o n s c h e me s f o r s i l i c o n s o l a r c e l l s [ J ] . S o l a r
2 O 1 4年 第 4期
王海刚 , 等: 利 用 背 激 光 提 高 高效 单 晶 背 电 极 拉 力
满足 2 条6 0 Mw 产线的产能 ,
拉 力 问题 得到 了解 决
。
参 考文献
一 ~
:
。
e e J Y, Gl u n z S W. I n v e s t i g a t i o n o f v a r i o u s s u r f a c e [ 1 ] L