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选择性发射极晶体硅太阳电池的二维器件模拟及性能优化

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物理学报 2014年第6期63卷 364-373页

作者：贾晓洁艾斌许欣翔杨江海邓幼俊沈辉中山大学光电材料与技术国家重点实验室广东省光伏技术重点实验室广州510006 南玻集团太阳能事业部研发中心东莞523141

利用PC2D二维模拟软件对选择性发射极晶体硅太阳电池(SE电池)进行了器件模拟和参数优化的研究.在对丝网印刷磷浆法制备的SE电池的实测典型电流-电压曲线实现完美拟合的基础上,全面系统地研究了栅线、基区、选择性发射区和背表面场层等... 详细信息

利用PC2D二维模拟软件对选择性发射极晶体硅太阳电池(SE电池)进行了器件模拟和参数优化的研究.在对丝网印刷磷浆法制备的SE电池的实测典型电流-电压曲线实现完美拟合的基础上,全面系统地研究了栅线、基区、选择性发射区和背表面场层等的参数对电池性能的影响.模拟表明:基区少子寿命、前表面复合速度和背表面复合速度是对电池效率影响幅度最大的三个参数.在所研究的参数范围内,当基区少子寿命从50μs上升到600μs时,电池效率从18.53%上升到19.27%.低的前表面复合速度是使发射区方块电阻配比优化有意义的前提.要取得理想的电池效率,背表面复合速度需控制在500 cm/s以下.此外,对于不同的前表面复合速度,电池效率的最大值总是在50—90Ω/□的重掺区方阻、110—180Ω/□的轻掺区方阻的范围内取得.对不同的栅线数目,重掺区宽度与栅线间距之比为32%时,电池的效率最高.另外,在主栅结构保持较低面积比率的前提下,主栅数目的增加也可提高效率.最后,通过优化p型SE电池的效率可达到20.45%.

关键词：选择性发射极 PC2D器件模拟参数优化太阳电池

磷浆法制备选择性发射极单晶硅太阳电池的研究

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太阳能学报 2013年第6期34卷 1015-1020页

作者：韩允赵谡玲徐征俎云燕海博刘金虎刘志平北京交通大学太阳能研究所北京100044

改变常规单晶硅太阳电池生产工艺,制备了选择性发射极太阳电池。主要方法是扩散之前,在电极区域印刷一层磷浆作为磷源对电极区域进行重扩散;与此同时,在非电极区域采用POCl3作为磷源轻扩散。以此方法制备了选择性发射极高效太阳电池,且... 详细信息

改变常规单晶硅太阳电池生产工艺,制备了选择性发射极太阳电池。主要方法是扩散之前,在电极区域印刷一层磷浆作为磷源对电极区域进行重扩散;与此同时,在非电极区域采用POCl3作为磷源轻扩散。以此方法制备了选择性发射极高效太阳电池,且与常规工艺电池片进行对比测试。经过测试,转换效率比常规工艺电池片高0.6%。

关键词：太阳电池选择性发射极磷浆丝网印刷

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多晶硅太阳电池激光掺杂选择性发射极

光子学报 2014年第6期43卷 42-46页

作者：王雪豆维江秦应雄巨小宝华中科技大学光学与电子信息学院武汉430074 西安黄河光伏科技股份有限公司西安710043

研究了多晶硅片扩散工艺与激光掺杂工艺的匹配性．采用波长532nm的纳秒脉冲激光器对扩散后未去磷硅玻璃的多晶硅片表面进行激光扫描掺杂，激光扫描掺杂后硅片方块电阻降低为扩散后硅片方阻的50％左右，而且随着激光功率的增加，扩散到... 详细信息

研究了多晶硅片扩散工艺与激光掺杂工艺的匹配性．采用波长532nm的纳秒脉冲激光器对扩散后未去磷硅玻璃的多晶硅片表面进行激光扫描掺杂，激光扫描掺杂后硅片方块电阻降低为扩散后硅片方阻的50％左右，而且随着激光功率的增加，扩散到硅片表面的磷原子浓度增大，硅片方阻下降更明显．测试了激光掺杂后多晶硅太阳能电池的外量子效率，其外量子效率在340～480nm波段范围与常规多晶硅太阳能电池相比提高18％～5％．研究了激光掺杂后多晶硅电池的光电转换特性，分析了较高激光功率掺杂时多晶硅电池的失效特性，结果表明：优化工艺后多晶硅太阳电池平均光电转换效率达到17．11％，比普通工艺多晶硅太阳电池提高0．34％，最高转换效率达到17．47％．激光掺杂选择性发射极工艺流程简单，电池效率提升明显，易于实现产业化．

关键词：多晶硅太阳电池扩散选择性发射极激光掺杂方块电阻外量子效率转换效率失效特性

氮化硅掩膜法制备选择性发射极晶体硅太阳电池

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人工晶体学报 2009年第2期38卷 382-386页

作者：艾凡凡张光春顾晓峰李果华汪义川杨健陈如龙贾积凯张杰黄治国江南大学理学院无锡214122 尚德电力控股有限公司无锡214028 江南大学信息工程学院无锡214122

本文采用等离子增强化学气相沉积的方法在硅片表面镀一层约80nm厚的氮化硅掩膜,然后使用传统的丝网印刷工艺将含有一定量磷酸的腐蚀浆料印刷在氮化硅掩膜表面,腐蚀出电极图形,经过三氯氧磷液态源扩散完成重扩,去除氮化硅掩膜后进行浅扩... 详细信息

本文采用等离子增强化学气相沉积的方法在硅片表面镀一层约80nm厚的氮化硅掩膜,然后使用传统的丝网印刷工艺将含有一定量磷酸的腐蚀浆料印刷在氮化硅掩膜表面,腐蚀出电极图形,经过三氯氧磷液态源扩散完成重扩,去除氮化硅掩膜后进行浅扩最终实现选择性发射极。丝网印刷腐蚀浆料开窗相对于激光熔融、等离子刻蚀和光刻等方法,具有高的产量、设备投资和运营成本低等优势,容易在现有生产线上实现。最后对比了选择性发射极晶体硅太阳电池和常规太阳电池的电性能和光谱响应,制备的选择性发射极晶体硅太阳电池的短波响应优于常规晶体硅太阳电池,效率提高了0.3%。

关键词：晶体硅太阳电池选择性发射极 PECVD 氮化硅掩膜

EVA与Silicone密封剂封装对选择性发射极太阳电池效率的影响研究

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太阳能学报 2013年第10期34卷 1750-1754页

作者：王海林朱君兰马跃南京理工大学理学院南京210094 韩华新能源有限公司江苏226200

：在构建选择性发射极太阳电池组件光学模型的基础上，引入分贝概念，并在此基础上给出太阳电池组件的外量子效率和内量子效率定义式，使研究太阳电池组件中各部分封装材料对其光电转换效率的影响更加方便。根据密封剂EVA和Silicone的... 详细信息

：在构建选择性发射极太阳电池组件光学模型的基础上，引入分贝概念，并在此基础上给出太阳电池组件的外量子效率和内量子效率定义式，使研究太阳电池组件中各部分封装材料对其光电转换效率的影响更加方便。根据密封剂EVA和Silicone的光透射率测量数据，计算两种密封剂在280～1200nm波段内的吸收损耗。使用光谱响应测试仪分别测量密封剂EVA和Silicone封装的单片电池片在封装前后的量子效率，计算两种密封剂在短波段300～500nto处为选择性发射极电池组件带来的短路电流密度衰减。经比较得出，选择性发射极太阳电池组件使用密封剂Silicone封装可提高其短波响应，提高量子效率。

关键词：选择性发射极封装 Silicone 量子效率

化学腐蚀法多晶硅选择性发射极太阳电池特性研究

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太阳能学报 2012年第9期33卷 1469-1473页

作者：魏青竹马跃王景霄陈文浚江苏林洋新能源工程技术中心启东226200

选择性发射极(SE)太阳电池是提高效率、降低成本的一种有效手段。采用酸性腐蚀液腐蚀发射层,对腐蚀特性和腐蚀后发射层的特性进行表征,并结合丝网印刷保护性浆料,在多晶硅上成功实现了选择性发射极太阳电池。研究结果表明,腐蚀速率基本... 详细信息

选择性发射极(SE)太阳电池是提高效率、降低成本的一种有效手段。采用酸性腐蚀液腐蚀发射层,对腐蚀特性和腐蚀后发射层的特性进行表征,并结合丝网印刷保护性浆料,在多晶硅上成功实现了选择性发射极太阳电池。研究结果表明,腐蚀速率基本不变,腐蚀后表面形貌无变化,腐蚀后发射层SiNx钝化效果先提高后降低,在表面浓度约为2.5×1020cm-3情况下表面复合速率最低。采用湿法化学腐蚀多晶SE电池,开路电压提高4mV,短路电流密度提高0.58mA/cm2,光电转换效率绝对值提高0.2%。化学腐蚀法工艺步骤中只有一次热处理过程,热耗小,对硅片无损害,化学腐蚀去除死层,蓝光波段响应高,钝化效果佳,特别适用于多晶SE电池。

关键词：多晶硅太阳电池化学腐蚀选择性发射极

整形激光掺杂制备PERC电池选择性发射极研究

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太阳能学报 2021年第2期42卷 383-388页

作者：陈红元陈涛俞健黄跃龙张冠纶西南石油大学光伏产业技术研究院成都610500 通威太阳能(成都)有限公司成都610015

研究整形激光掺杂制备选择性发射极(SE)对p型单晶硅钝化发射极局域背接触(PERC)太阳电池的表面金字塔形貌、掺杂分布及电池性能的影响。整形激光具有能量分布均匀、对硅片损伤小等优点。通过改变激光的功率以及激光划线速度在p型单晶硅P... 详细信息

研究整形激光掺杂制备选择性发射极(SE)对p型单晶硅钝化发射极局域背接触(PERC)太阳电池的表面金字塔形貌、掺杂分布及电池性能的影响。整形激光具有能量分布均匀、对硅片损伤小等优点。通过改变激光的功率以及激光划线速度在p型单晶硅PERC太阳电池制备了不同掺杂分布的发射极。结合3D激光显微镜、扫描电子显微镜、EDS能谱分析、四探针方阻测试仪、电化学电容法等测试分析方法表征了样品的表面形貌、方阻变化、掺杂浓度曲线和电学性能。本文结合光斑重叠率将不同激光功率和激光划线速度采用公式统一转化为激光能量密度,从而得出制备选择性发射极的最佳激光能量密度。研究结果表明,当激光能量密度为0.97 J/cm2时,电池效率可以稳定提升0.25%以上,体现了整形激光SE技术应用于PERC电池的应用潜力。

关键词：太阳电池激光掺杂选择性发射极外量子效率(EQE) 激光能量密度扫描电镜

选择性发射极太阳电池的研究及光伏工程中最佳倾角的研究

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选择性发射极太阳电池的研究及光伏工程中最佳倾角的研究

作者：李迎军云南师范大学

学位级别：硕士

本文含有两方面的研究内容：选择性发射极太阳电池的研究和光伏工程最佳倾角的设计研究。第一部分，概述了太阳电池的基本原理;阐述了选择性发射极单晶硅太阳电池的原理及工艺;设计了选择性发射极太阳电池结构，以SiO 为阻挡层，通过... 详细信息

本文含有两方面的研究内容：选择性发射极太阳电池的研究和光伏工程最佳倾角的设计研究。第一部分，概述了太阳电池的基本原理;阐述了选择性发射极单晶硅太阳电池的原理及工艺;设计了选择性发射极太阳电池结构，以SiO 为阻挡层，通过光刻，进行一次磷扩散，实现了选择性发射极的制作。到目前为止，获得了2×2cm选择性发射极单晶硅太阳电池的最高转换效率为13.2％。第二部分，基于Hay的天空散射异质分布模型，从理论上推出了任意倾角、方位角接收面上的总太阳辐射量计算公式;用C语言编写出了最佳倾角的计算程序。应用该理论及计算程序设计了云南丽江固定式联网光伏方阵的最佳倾角。计算结果表明，方位角为正南方向时，丽江固定式联网光伏方阵的最佳倾角为34°;方位角偏东32°，最佳倾角为26°;第二种方案(方位角偏东32°)的年发电量比第一种(正南)减少3.91％。

关键词：晶体硅太阳电池选择性发射极光刻固定式光伏联网方阵方位角最佳倾角

同方学位论文库评论

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n型IBC太阳电池选择性发射极工艺研究

人工晶体学报 2022年第11期51卷 1929-1935页

作者：高嘉庆郭永刚屈小勇吴翔张天杰张博刘洪东青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁太阳能电力分公司西宁810000 青海黄河上游水电开发有限责任公司西安太阳能电力分公司西安710010

为提升n型叉指背接触(IBC)太阳电池的光电转换效率,采用丝网印刷硼浆和高温扩散的方式形成选择性发射极结构,研究了硼扩散和硼浆印刷工艺对电池发射极钝化性能和接触性能的影响。实验结果表明,在硼扩散沉积时间和退火时间一定的条件下,... 详细信息

为提升n型叉指背接触(IBC)太阳电池的光电转换效率,采用丝网印刷硼浆和高温扩散的方式形成选择性发射极结构,研究了硼扩散和硼浆印刷工艺对电池发射极钝化性能和接触性能的影响。实验结果表明,在硼扩散沉积时间和退火时间一定的条件下,硼扩散通源(BBr_(3))流量为100 mL/min,沉积温度为830℃,退火温度为920℃时,发射极轻掺杂(p^(+))区域的隐开路电压达到710 mV,暗饱和电流密度为12.2 fA/cm^(2)。发射极局部印刷硼浆湿重为220 mg时,经过高温硼扩散退火,重掺杂(p^(++))区域的隐开路电压保持在683 mV左右,该区域方块电阻仅46Ω/□,金属接触电阻为2.3 mΩ·cm^(2).采用该工艺方案制备的IBC电池最高光电转换效率达到24.40%,平均光电转换效率达到24.32%,相比现有IBC电池转换效率提升了0.28个百分点。

关键词： IBC太阳电池选择性发射极硼浆丝网印刷硼扩散光电转换效率

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