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过深也会对后续工艺带来不利影响
,
如扩散过程中
,
磷硅玻璃
可能会填满沟槽
,
使之失去原有的陷光效果
,
且过深的沟槽不
利于烧结过程中形成良好的欧姆接触。所以应综合考虑后续
工艺的要求制备绒面
,
以达到提高电池效率的最终目的。
图
3
不同制绒工艺处理后
Si
片表面形貌
SEM
Fig. 3
SEM of (a) sample A1 ,( b) A2 and ( c) A3
3. 2 电学性质
在制绒实验基础上
,
每组
Si
片用
POCl
3
液态源扩散制备
p
2
n
结
,
用
PECVD
方法制备
ARC ,
用丝网印刷
Al
背场和电极
,
最后用快速烧结炉制备接触电极
,
制成电池。在
25
℃、
AM1. 5
标准光谱条件下测试电池性能参数
,
见表
2
。本次实验所有组
别中
,A1
组为绒面反射率最低的组
,A3
组为平均效率和填充
因子最高的组。
这两组经过二次腐蚀
,
开路电压
V
oc
均明显高于对比组
(O
组
) ,
而短路电流
J
sc
提升效果并不明显
;
但效率η方面
,
反射率
最低的
A1
组基本和
O
组持平
,A3
组相对
O
组有大幅提升。
这再次说明
,
绒面反射率低意味着可以吸收更多的光
,
但与后
续工艺的兼容性不一定能够保证
,
从而也不一定能够获得更高
的效率。
在二次腐蚀过程中
,
随着腐蚀时间的延长
,
腐蚀坑从少数
较深的沟槽转变为面积较大
,
相对深度较浅的腐蚀坑
,Si
片表
面趋于平坦。这样的绒面虽使得表面反射率变大
,
但更有利于
后续扩散、
镀膜工艺的均一性
,
以及烧结形成良好的欧姆接触。
而电池表面的接触电阻是串联电阻
R
s
的重要组成部分。因此
只有既能有效降低反射率增加光吸收
,
又能与后续工艺相适应
的绒面
,
才能获得更好的电学性能。
表
2
一次腐蚀与二次腐蚀制绒电池性能参数、
反射率
Tab. 2
Electrical properties and reflectivity of
solar cells with f irst and secondary texturing treatment
Series
A1
A3
O
Reflectivit y
20. 34
21 . 94
22 . 70
(wit hout ARC) / %
Reflectivit y
6 . 78
7. 04
6 . 36
(wit h ARC) / %
V
oc
/ mV
607 . 4
609. 3
593 . 4
J
sc
/ mA/ cm
2
31. 24
31 . 86
31 . 59
R
s
/
Ω
0. 026
0 . 020
0. 023
R
sh
/
Ω
39. 85
54 . 06
171 . 1
F F
0
.
726
0
.
769
0
.
736
η
/ %
13. 80
14 . 93
13 . 81
从太阳电池基本原理可以知道
,
R
s
越小和并联电阻
R
sh
越
大时
,
填充因子
FF
越大。
A3
组与
A1
组相比
,
其
R
s
略小、
R
sh
略大
,
因此
FF
大于
A1
组。虽然
A3
组的反射率较高
,
但在
V
oc
、
J
sc
以及
FF
方面都好于
A1
组
,
从而η也明显优于
A1
组。
4
结 论
提出了二次酸腐蚀多晶
Si
制绒的新工艺
,
通过对
Si
表面
反射谱线的测量
,
表明不同二次腐蚀反应条件可以不同程度地
降低绒面反射率。实验通过改变腐蚀时间和溶液配比
,
研究了
不同工艺条件下绒面的光学性质
;
测试了不同绒面制备太阳电
池的输出参量。实验结果表明
,
二次腐蚀制绒最佳工艺条件为
A3
组
,
其未镀膜的绒面反射率
(21. 94 %)
略低于常规工艺组
O
组
(22. 7 %) ,
短路电流、
开路电压、
填充因子及效率
(14. 93 %)
同
O
组相比
,
均得到了明显提升。
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作者简介
:
吕肖前
(1984 - ) ,
女
,
硕士研究生
,
主要从事太阳能电池制绒方面的研究
1
・
2
0
4
・
光 电 子 ・激 光
2010
年 第
21
卷