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多晶

Si

太阳电池新型制绒工艺研究

3

①

吕肖前

1

,

孟凡英

1

3

,

汪建强

1

,

胡 　宇

1

,

施 　旸

1

,

张 　松

1

,

李 　翔

2

,

黄建华

2

(1.

上海交通大学 物理系太阳能研究所

,

上海

200240 ; 2.

上海交大 林洋太阳能光伏研发中心

,

上海

201109)

摘要

:

提出一种采用二次酸腐蚀的多晶

Si

制绒新方法

,

首先在

HF/ HNO

3

的富

HNO

3

体系中对

Si

片进行一次

腐蚀

,

之后在富

HF

体系中进行二次腐蚀

,

以优化表面织构

,

减少光在

Si

表面的反射损失。制绒后

,

用扫描电子

显微镜

(SEM)

对

Si

片进行了表面形貌分析

,

用

Carry 5000

紫外

2可见2近红外分光光度计测量反射谱线

,

得到未

镀减反射膜

(ARC)

的二次腐蚀制绒的最低反射率为

20. 34 % ,

比一次腐蚀制绒

(22. 70 %)

低

2. 36 %

。将二次腐

蚀新工艺应用于太阳电池工业制备中

,

对电池输出参量进行检测分析。结果表明

,

经过二次腐蚀工艺处理的太

阳电池开路电压

(V

OC

)

、

短路电流

( J

SC

)

和效率η均比采用一次腐蚀工艺的太阳电池有不同程度的提高

,

制成的

太阳电池最高效率为

14. 93 %

。

关键词

:

多晶

Si ;

太阳电池

;

二次腐蚀

;

表面织构

中图分类号

: TM914. 4

　　文献标识码

:A

　　文章编号

:1005

2

0086 (2010) 03

2

0400

2

03

Investigation of novel texturing treatment on multi

2

crystalline sili

2

con solar cells

LV Xiao

2qian

1

, MEN G Fan

2ying

1

3

, WAN G Jian

2qiang

1

, HU Yu

1

, SHI Yang

1

, ZHAN G Song

1

,

L I Xiang

2

, HUAN GJian

2hua

2

(1. Solar Energy Institute , Physics Department ,Shanghai Jiao tong University ,Shanghai 200240 ,China ; 2. Photo

2

voltaic Research & Development Center ,Shanghai 201109 ,China)

Abstract :A novel approach on the surface treat ment of multi

2

crystalline silicon is reported. The method

uses a HNO

3

2

rich HF/ HNO

3

mixture for the first texturing treatment and a HF

2

rich HF/ HNO

3

mix

2

ture for the secondan texturing , which results in lower reflectivity on silicon surface. After texturing

treat ment ,scanning electron microscopy(SEM) and Carry 5000 spectrophotometer are utilized to deter

2

mine optical properties of silicon surface. The reflectivity (without ARC) of wafers using secondary tex

2

turing treat ment is markedly reduced to 20. 34 % ,compared with conventional treatment of 22. 70 %. Be

2

sides ,the novel approach of secondary texturing is used in solar cell fabrication ,and electrical properties

are measured for evaluation. The result s show that comparing with conventional treat ment , secondary

texturing result s in the increases of short circuit current

J

sc

,open circuit voltage

V

oc

,fill factor

FF

and

efficiency

η

,the highest efficiency of the solar cells using the optimized secondary texturing treat ment is

14. 93 %.

Key words :multi

2

crystalline silicon ; solar cell ; secondary texturing ; surface texturing

1

　引 　言

　　太阳电池的技术发展一直围绕两个主题

:

提高效率和降低

成本。提高太阳电池转换效率的一个有效途径是增加电池对
光的吸收。绒面电池一方面可以延长入射光在

Si

表面的光

程

,

另一方面通过内表面的反射

,

从而减少光的反射损失

,

产生

更多的光生载流子

,

进而提高转换效率

[1 ,2 ]

,

所以成为太阳电池

技术研究的热点。人们尝试了许多新的制绒工艺

,

如机械刻

槽、

反应离子刻蚀、

蜂窝绒面结构技术和电化学腐蚀等。这些

方法都可以得到较好的绒面效果

,

但却存在各种不足。机械刻

槽

[3 ]

由于刻槽深度较大

,

对

Si

片厚度要求较高

,

不适用于薄衬

底太阳电池

,

变相提高了成本

;

反应离子刻蚀

[4 ]

会增加表面离

子复合且生产成本较高

;

蜂窝绒面结构技术

[5 ]

虽然具备出色的

陷光效果

,

但工艺复杂不适合工业化生产

;

电化学腐蚀法

[ 6 ]

在

大面积

Si

片上的制绒均匀性不稳定。因此低成本的化学腐蚀

方法一直是光伏工业界的首选

[7 ]

。

光 电 子 ・激 光

第

21

卷 第

3

期 　

2010

年

3

月 　　　　　　

Journal of Optoelectronics ・Laser 　　　　　　　　

Vol. 21 No . 3

　

Mar. 2010

①

　　　收稿日期

:2009

2

06

2

18

　修订日期

:2009

2

10

2

29

　

3 　

E

2

mail :fymeng801 @sjtu. edu. cn