黑硅太陽(yáng)能電池制備與表面鈍化的研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文黑硅太陽(yáng)能電池制備與表面鈍化的研究T1preparationandsurfacepassivationofblacksiliconsohllepreparationansuriaceDassivationolblacsiliconsolarIcells學(xué)號(hào)J’，‘21102089完成日期：2Q!壘叢鯉大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要對(duì)于太陽(yáng)能電池，日常生活中已不

2、再陌生，而太陽(yáng)能電池中，硅基太陽(yáng)能電池更是被廣泛關(guān)注。目前，提高硅基太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率成為其發(fā)展的首要目標(biāo)。本文中，我們使用了黑硅制備以及表面鈍化的方法來(lái)提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。黑硅的制備是一種不使用減反膜就可以降低入射光反射率的方法，其具有成本低的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，我們使用表面鈍化的方法降低材料表面復(fù)合率，從而提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化效率。黑硅制備對(duì)于硅基太陽(yáng)能電池很有意義，我們通過(guò)銀納米粒子輔助刻蝕制備了黑硅，并在此基礎(chǔ)上制備了黑硅太陽(yáng)能

3、電池，黑硅的制備降低了入射光的反射率使得太陽(yáng)能電池對(duì)入射光的吸收率有很大的提高，在波長(zhǎng)為350nm到1100nm的范圍內(nèi)，黑硅納米結(jié)構(gòu)硅片的反射率明顯低于金字塔制絨硅片。同時(shí)，為了調(diào)控黑硅納米線的結(jié)構(gòu)，我們采用的KOH溶液再刻蝕法，即對(duì)已刻蝕成納米結(jié)構(gòu)的硅片，用KOH溶液進(jìn)行再刻蝕，使得納米線長(zhǎng)度更短，直徑更小。實(shí)驗(yàn)可知，經(jīng)過(guò)KOH溶液再刻蝕的硅片制成的黑硅太陽(yáng)能電池與普通的黑硅太陽(yáng)能電池相比，反射率變高，但由于表面積的減小使得表面復(fù)合

4、速率降低，最終測(cè)得的轉(zhuǎn)化效率要高于普通的黑硅太陽(yáng)能電池。經(jīng)過(guò)KOH溶液處理的黑硅片制成的太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率為168％而普通黑硅太陽(yáng)能電池的效率為165％。黑硅的制備使得入射光的反射率降低從而提高了太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率，但同時(shí)由于表面積的增大使得表面復(fù)合率增高，所以我們采用了表面鈍化的方法來(lái)降低表面復(fù)合率。在對(duì)于太陽(yáng)能電池表面鈍化的研究中，我們使用了不同材料對(duì)其進(jìn)行表面鈍化，進(jìn)而分析不同鈍化膜對(duì)于黑硅太陽(yáng)能電池的影響。由實(shí)驗(yàn)可知，沒(méi)有經(jīng)

5、過(guò)鈍化處理的黑硅太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率是129％。經(jīng)過(guò)Si02和SiNx：H的鈍化處理，黑硅太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率分別提高到160％和164％。相較于長(zhǎng)有單層鈍化膜的黑硅太陽(yáng)能電池，經(jīng)過(guò)Si02／SiNx：H疊層鈍化處理的黑硅太陽(yáng)能電池效率最高達(dá)到了168％。對(duì)于內(nèi)量子效率的研究表明，Si02／SiNx：H疊層鈍化可降低表面摻雜濃度從而抑制俄歇復(fù)合，并且SiNx：H層抑制了黑硅太陽(yáng)能電池的復(fù)合中心復(fù)合。關(guān)鍵詞：黑硅；太陽(yáng)能電池；俄歇復(fù)合；鈍