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高效N型背接触太阳电池工艺研究

发布时间:2023-04-02 01:16
  当前晶体硅太阳电池仍然是光伏发电大规模应用的主流,如何提高晶体硅太阳电池的转换效率和降低成本则成为实现光伏发电平价上网的关键因素。高效N型叉指背接触(Interdigitated Back Contact,IBC)电池无光致衰减,转换效率高,已成为研究的热点。本文以解决可实现工业化量产的高效率、低成本IBC电池关键技术为主要研究目的,首先利用数值模拟计算,分析了IBC电池结构中载流子输运性质和pitch(相邻发射极或背场中心间距)宽度对电池电性能参数的影响。之后系统研究了IBC电池表面复合特性和钝化机制;并以工业化量产设备制备高效IBC太阳电池,分析钝化接触结构在IBC电池中的应用;最后研究IBC电池组件特性。所进行的主要研究内容如下:1.通过Quokka软件进行数值模拟计算,对比不同前表面结构:前表面浮动发射极(Front Floating Emitter,FFE)IBC电池有利于少数载流子在前表面的横向传输和收集,在较宽的背表面场(Back Surface Field,BSF)情况下能有效降低“电遮挡”效应,减少载流子的复合,且对前表面掺杂工艺窗口要求范围较宽;随着背表面pitch...

【文章页数】:118 页

【学位级别】:博士

【文章目录】:
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 高效晶体硅电池
        1.2.1 PERC/PERL/PERT太阳电池
        1.2.2 HJT太阳电池
        1.2.3 背接触太阳电池(MWT/EWT/IBC)
    1.3 钝化接触太阳电池(TOPCon电池)
    1.4 IBC太阳电池工作机理和研究现状
    1.5 本论文研究的主要内容
第二章 IBC电池结构的仿真设计
    2.1 Quokka仿真模拟
        2.1.1 仿真软件简介
        2.1.2 Quokka软件在IBC电池上的应用
    2.2 Quokka物理模型与模拟结构
        2.2.1 物理模型
        2.2.2 模拟电池结构
    2.3 IBC电池结构设计
        2.3.1 IBC电池前表面结构设计
        2.3.2 IBC电池背面结构设计
        2.3.3 N型硅基底材料选择
    2.4 本章小结
第三章 表面钝化工艺研究
    3.1 表面复合
        3.1.1 表面复合模型
        3.1.2 表面钝化方式
    3.2 表面钝化表征
        3.2.1 有效寿命的测量
        3.2.2 饱和电流密度的测定
    3.3 BSG钝化的研究
        3.3.1 BSG钝化层的生长
        3.3.2 BSG钝化层的减薄
    3.4 不同表面结构钝化效果特性分析
        3.4.1 钝化测试结构
        3.4.2 BSG层厚度对钝化质量的影响
        3.4.3 不同钝化层钝化效果比较
    3.5 本章小结
第四章 高效IBC太阳电池制备
    4.1 高效IBC电池制备工艺流程
        4.1.1 电池结构
        4.1.2 工艺流程
    4.2 关键工艺研究
        4.2.1 高效表面清洗工艺研究
        4.2.2 前表面掺杂工艺研究
        4.2.3 电极金属接触的研究
    4.3 IBC电池背面电极设计
    4.4 IBC电池实验及性能研究
        4.4.1 IBC电池制备
        4.4.2 改变Pitch宽度对电池性能的影响
        4.4.3 基体材料对电池效率影响
        4.4.4 效率退化特性测试
    4.5 本章小结
第五章 钝化接触结构IBC电池工艺研究
    5.1 太阳电池钝化接触技术
        5.1.1 钝化接触技术介绍
        5.1.2 钝化接触太阳电池的研究进展
    5.2 钝化接触工艺制备
        5.2.1 隧穿氧化层的制备
        5.2.2 多晶硅薄膜的制备
        5.2.3 多晶硅薄膜的掺杂
    5.3 钝化接触IBC电池结果分析
        5.3.1 钝化接触工艺研究
        5.3.2 钝化接触IBC电池制备
    5.4 本章小结
第六章 背接触太阳电池组件工艺研究
    6.1 工艺简介
    6.2 工艺流程介绍
        6.2.1 IBC电池两种焊接方式
        6.2.2 IBC组件排版方式
    6.3 IBC组件相关实验
        6.3.1 IBC电池切片工艺研究
        6.3.2 IBC热斑实验验证
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 本论文工作总结
    7.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号:3778233

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