電化學腐蝕法制備多孔硅與太陽能電池減反射層及其性質的研究.pdf

1、1981年，G.C.Jain等人第一次在世界上報導了由電化學腐蝕法制備的多孔硅作為太陽能電池減反射層。從而拉開多孔硅作為太陽能電池減反射層研究的序章。用多孔硅作為表面絨面來增強硅基太陽能電池的性能，不像傳統(tǒng)的NaOH或者KOH溶液的絨面腐蝕只能用于<100>取向的單晶硅襯底，多孔硅可以在任何取向的單晶硅或多晶硅表面腐蝕成型，并且多孔硅覆蓋在硅上的減反射可以和其它復雜的表面絨面技術相比擬。經過幾十年的研究，多孔硅作為太陽能電池減反射層的制

2、備和性能的研究都有了很大進展。但是，如何進一步降低多孔硅的反射率，提高它的少數(shù)載流子壽命，形成孔洞均勻的多孔硅，擴大與硅基太陽能電池其它工藝的兼容性等這些問題都有待解決。 本文首先綜述了目前多孔硅作為太陽能電池減反射層的研究背景、研究目的和意義、研究現(xiàn)狀、形成機理、制備方法及分析技術，然后著重介紹了電化學腐蝕法制備多孔硅的工藝特點、技術要素，以及詳細的實驗過程，并且對實驗結果進行了全面而又深刻的分析。 硅片減薄，制絨，擴

3、散形成n+p結，去除磷硅玻璃，刻蝕在擴散時硅片邊緣形成的n+區(qū)域。然后，化學氣相淀積(PECVD)形成表面鈍化層Si3N4，最后絲網印刷形成Al背場，背電極和正面柵線，這些工序構成了常規(guī)工藝下硅基太陽能電池的整個生產過程。而各道工序后的太陽能電池片的反射率和少數(shù)載流子壽命都有所不同，這和電池表面層的光電物理性能有著密切的關系。 本文通過對電化學腐蝕法制備多孔硅作為太陽能電池減反射層過程中各工藝參數(shù)的不斷優(yōu)化，成功的制備出具有世界

4、先進水平的極低反射率(1.42％，380～1100nm)的多孔硅，此結果逼近常規(guī)工藝下的硅基太陽能電池的反射率0.33％(380～1100nm)。并且首次發(fā)現(xiàn)多孔硅在擴散，沈磷，刻蝕后的少數(shù)載流子壽命超越了常規(guī)工藝下的硅基太陽能電池的少數(shù)載流子壽命(分別為3.19μs和3.03μs)。這些成果是本課題研究的核心，也是技術上的創(chuàng)新點。 為了擴大多孔硅與硅基太陽能電池其它工藝的兼容性，致力于探索在擴散后形成厚度為納米級的極低反射率的