太陽能電池多晶硅復(fù)合絨面的制備及其潤濕性研究.pdf

1、黑硅是一種具有納米陷光結(jié)構(gòu)、在可見光范圍內(nèi)具有極低反射率的新型材料。近年來，黑硅減反特性的利用受到了國內(nèi)外晶硅太陽能電池行業(yè)科研人員的普遍關(guān)注和研究。在眾多黑硅納米結(jié)構(gòu)的制備方法中，金屬輔助化學(xué)刻蝕法因所需設(shè)備簡單、成本低、更容易工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點，而備受青睞。本論文采用金屬輔助化學(xué)刻蝕法，在多晶硅片傳統(tǒng)酸制絨絨面上形成納米結(jié)構(gòu)，獲得了微米-納米復(fù)合絨面，并對其減反射性能、光電性能及表面潤濕性能進行了研究。
　　本文利用一步法和兩步

2、法Ag輔助化學(xué)刻蝕在RENA制絨多晶硅片上制備了納米絨面，顯著降低了多晶硅片表面反射率。其中兩步法制絨得到的微米-納米復(fù)合絨面反射率可低至5％以下。利用四甲基氫氧化銨(TMAH)對微米-納米絨面進行修正刻蝕。隨修蝕時間的增加，表面缺陷減少，但硅片表面反射率增加。經(jīng)優(yōu)化，獲得了平均光電轉(zhuǎn)換效率比對比片高0.21％的多晶硅電池片。
　　本文利用混合酸(HNO3-HF溶液)對微米-納米絨面進行修正刻蝕，發(fā)現(xiàn)硅片表面納米孔經(jīng)相互合并最終形

3、成亞微米孔，同時由于水平與硅基體方向的修蝕速度大于垂直基體方向的修蝕速度，小孔的深徑比不斷減小，最終形成大而淺的孔。在等離子體增強化學(xué)氣相沉積法(PECVD)鍍膜前，在硅片表面采用臭氧鈍化制備SiO2層，形成Si-SiO2-SiNx結(jié)構(gòu)，有效提高了電池片的轉(zhuǎn)換效率。改變制結(jié)磷擴散工藝，控制方阻在90/□時，電池轉(zhuǎn)換效率較好。經(jīng)優(yōu)化，最終獲得的復(fù)合絨面電池片平均光電轉(zhuǎn)換效率比對比片穩(wěn)定提升0.36％。
　　本文針對上述實驗中修蝕帶來

4、的絨面亞微米孔深徑比減小問題，從表面溶液腐蝕基礎(chǔ)問題出發(fā)，表征了硅片表面潤濕性，研究了硅片表面結(jié)構(gòu)以及晶粒晶向?qū)ζ錆櫇裥缘挠绊?，探討了絨面微米-納米底部、頂部等部位的刻蝕行為。采用表面活性劑對硅片表面潤濕性進行改進，以控制硅片的腐蝕行為，獲得所期的絨面結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，硅片表面絨面結(jié)構(gòu)尺寸越小，其表面水接觸角越大。不同晶粒由于表面能不同，而表現(xiàn)出不同的水接觸角。H2O2-HF溶液和TMAH溶液刻蝕硅片時，硅片表面容易滯留氣泡。利用非離子型