单晶硅表面微结构的制备及应用

发布时间：2017-10-18 08:18

  本文关键词：单晶硅表面微结构的制备及应用

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【摘要】：近年来,随着太阳能技术的迅猛发展,不仅在研究领域已经取得了突破性的进展,在工业生产的规模上也逐步扩大。为了获得更高的效率以及降低生产成本,研究者们对太阳能技术进行不断的革新。而太阳电池表面制绒是生产高效率晶体硅太阳电池的关键技术之一,有利于降低晶体硅太阳电池表面对太阳光的反射,增加光生电荷,提高太阳电池的短路电流等各项指标,能在很大程度上提升电池的性能。本文主旨在于使用新的腐蚀试剂来制备单晶硅表面微结构,探索实验最佳条件,来制备良好的硅表面微结构,然后运用到硅太阳电池制绒中,以获得较好的单晶硅绒面和较低的绒面反射率。本文首次采用K3PO4/K2HPO4体系来制备单晶硅表面微结构,设置三组不同实验条件,通过大量反复实验,不断优化实验条件,最后获得制备良好单晶硅表面微结构的最佳工艺。经过对制备单晶硅表面微结构实验数据的分析,灵活运用到制备单晶硅绒面的试验中,然后设置五组实验条件分别为:①不同质量浓度的K3PO4腐蚀溶液、②不同质量浓度的K2HPO4腐蚀溶液、③不同质量浓度比的K3PO4/K2HPO4混合溶液、④不同腐蚀时间、⑤不同腐蚀温度,来研究对单晶硅表面制绒及反射率的影响。采用扫描电子显微镜观察单晶硅表面微结构和绒面的形貌,用紫外可见分光光度计测试绒面的反射率图谱,通过不同条件的对比实验,分析实验数据,得出以下结果:获得良好单晶硅表面微结构即“金字塔”尺寸均匀,大小为1-2um的最佳工艺为在制绒体系K3PO4/K2HPO4中固定K2HPO4质量浓度为1%、配制K3PO4/K2HPO4质量浓度比为25:1,反应温度为85℃,反应时间为4min50s。而在单晶硅制绒实验中,最后得出制绒体系中固定K2HPO4质量浓度为1%,配制K3PO4/K2HPO4质量浓度比为15:1,在反应温度为85℃的条件下,腐蚀时间为15min可以获得加权平均反射率为11.27%的高质量单晶硅绒面。
【关键词】：太阳电池 单晶硅表面微结构 表面制绒 反射率 磷酸钾/磷酸氢二钾
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4;TN304.12
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-19
• 1.1 引言8-10
• 1.2 光伏产业发展状况10-16
• 1.2.1 太阳电池发展历史10-12
• 1.2.2 国外光伏产业发展状况12-13
• 1.2.3 国外光伏产业发展状况13-16
• 1.3 光生伏特效应及太阳能工作原理16-17
• 1.4 本文研究背景及意义17-19
• 第二章 单晶硅表面微结构制备机理19-26
• 2.1 单晶硅晶体结构19-22
• 2.2 单晶硅表面微结构的制备机理22-24
• 2.3 单晶硅绒面制备工艺24-25
• 2.4 单晶硅制备绒面过程流程图25-26
• 第三章 单晶硅表面微结构的制备26-39
• 3.1 前言26
• 3.2 实验部分26-28
• 3.2.1 试剂与仪器26-27
• 3.2.2 单晶硅实验样品制备及清洗27-28
• 3.3 单晶硅表面微结构制备28-30
• 3.4 结果与讨论30-38
• 3.4.1 反应时间对形成单晶表面微结构制备的影响30-32
• 3.4.2 磷酸钾与磷酸氢二钾质量浓度比对形成单晶表面微结构制备的影响32-35
• 3.4.3 反应温度对形成单晶表面微结构制备的影响35-38
• 3.5 结论38-39
• 第四章 硅表面微结构在硅太阳电池中的应用39-57
• 4.1 前言39-40
• 4.2 实验部分40-41
• 4.2.1 试剂与仪器40-41
• 4.3 单晶硅绒面的制备41-42
• 4.4 结果与讨论42-56
• 4.4.1 不同质量浓度的磷酸钾对单晶硅绒面的影响42-46
• 4.4.2 不同的磷酸氢二钾量含量对单晶硅绒面的影响46-48
• 4.4.3 磷酸钾与磷酸氢二钾质量浓度比对单晶硅绒面的影响48-52
• 4.4.4 反应时间对单晶硅绒面的影响52-54
• 4.4.5 温度对单晶硅绒面的影响54-56
• 4.5 结论56-57
• 第五章 总结与展望57-60
• 5.1 主要总结57-59
• 5.2 本文创新点59
• 5.3 研究展望59-60
• 参考文献60-64
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文和研究成果64-65
• 致谢65

【参考文献】

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1 董密;太阳能光伏并网发电系统的优化设计与控制策略研究[D];中南大学;2007年

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本文编号：1053929