n%2b%2fp-p%2b型多晶硅太阳电池探究.pdfVIP

n+／P—P+型多晶硅太阳电池研究 王书荣刘祖明陈庭金魏晋云李迎军胡志华摩华 一(云南师范大学太阳能研究所 650092)： 汪义川 李杰慧 张忠文 丘第明 ’ (云南半导体器件厂) 摘 要：本文筒述了采用高温浓磷扩散，钝化，氢化和背场制作技术研制了多晶硅太阳电池在 的结果。同时本文还进一步指出影响效率的因素和改进方案。 关键词：多晶硅太阳电池 饵界》扩散长度 背场 ， 一 P、 1．引言 世界上第一批具有实_H=l价值的硅太刚电池于1954年问世，当时的光电转化效率约为6％[1]。自 此．人们致力于晶体硅太刚电池研究和开发利Ji；|；到目前为JE，已取得很人进展。单晶硅的最高转换 效率为24％，[2]因其制作成本较高，冈而降低成本为lIJI：究的热点。采I【}j多晶硅村料制作太阳电池是 减低太阳电池成本的有效途径之一，但由于多晶硅存在晶界复合效应以及体内杂质与微缺陷，使得多 晶硅太5FI电池转换效率的提高受到限制。目前，国外实验室的最高研究水平是澳犬利亚新南威尔士大 X1cm2 学研制的1×lcm2的多晶硅太阳电池，其光电转换敬率为19．8％[3]。我国北京太阳所研制了l 多晶硅太阳电池转换效率为14．53％(心1．5)。 我们针对多晶硅材料本身所具有的特性．在对多晶砖太阿1电池结构优化设计的基础上，对进行了大量 的实验研究，井着重进行了高温浓磷扩散，钝化．氢化干¨锅背场的研究，结果获得了2×4cm2多晶 硅太阳电池转换效率n=12．1％的结果。 2．实验工艺 本实验所州的多晶砖片为德国waker公司生产的掺硼p型基片，基片的厚度为320-350微米．电 n 阻率为05-1．5crll。 具体实验Jj艺流利山多晶硅片一化学清洗一化学抛光一扩散制结一背面蒸铝一钝化和烧结背场 一制作电极一去周边pn结一退火一氢化一蒸镀减反射膜一测试。 多晶覆}；的抛光为酸性腐蚀刺。抛光后，基片的厚度为280—300微米，化学清洗采用清洗剂超声， 煮王水及l#、2#洗液。高温浓磷扩散采用液态POCL．，J}jN，气携带源，扩散温度为850℃一950℃，时 o／口。用阳极氧化剥层法测其 间为20—30分钟。扩散制结后，I【}j四探针测其表面方块电阻为40—50 结深x=O．3-0．4um。用高频c—v测试仪器测得发射区表面浓度为10”一lO一／厘米1。真空蒸镀一层铝后． 在温度为800—850℃F进行烧结，先通0。十分钟，fL|j米在发射区表面生长一层氧化膜，同时钝化了发 射区表面，然后再通20分钟的N．气，虽后形成锅背场。真空蒸镀钛银上电极和铝银背电极，在400 ℃条件F退火30分钟，然后再在300℃条件F高频放电等离子氢化30分钟，最后真空蒸镀SiO做为 减反射膜。 3．结果与讨论 2 I L乜池的电学性能为J 在上述实验l：艺条件F．所得多晶硅太R sc=28．75mA／cm 19 V=S80mv，FF=-72．娼，rl=12．1％． 多晶硅太阳电池的开路电压与单晶硅太阳电池的开路电压相当．填充因子相仿．但短路电流较 低·这是由于多晶硅悬由不同晶向单晶粒组成的，因而存在着严重影响效率的光生载流子高复合的界 面杏[4】，为了降低晶界的复合．本实验采用了浓磷扩散，蒸铝制作背场以及对晶界进行氢化，并取 ■了一定效果·并且在制作背场的同时-先通氧进行氧化．目的是进行发射区表面的钝化。降低表面 置备损失．形成一个PESC电池结构【5】 由于本实验所用的多晶硅片，其少子扩散长