激光制备多晶硅太阳电池表面织构的研究

发布时间：2017-12-08 01:00

  本文关键词：激光制备多晶硅太阳电池表面织构的研究

  更多相关文章： 多晶硅太阳能电池 表面织构 激光刻蚀 反射率 入射角

【摘要】：随着人类社会的发展,整个世界对能源的需求在不断增加,但目前能源结构中占绝对主体地位的化石能源面临枯竭。尤其可怕的是化石能源的大规模使用导致的环境污染问题日益恶化,这些问题成为阻碍人类社会继续发展的一道屏障,寻求一种可再生、绿色无污染、取之不尽的新能源是当前迫切需要解决的问题。太阳能作为一种取之不尽用之不竭、分布广泛、绿色无污染的新能源,其应用充满了诱人的前景。太阳能应用的有效手段是利用太阳能电池进行光电转换,所以如何提高太阳能电池的光电转换效率,成为各国科学家研究的重点。硅片表面织构化能够有效减少硅片表面光反射,提高光利用率,进而提高太阳能电池的光电转换效率,从而使表面织构化成为提高多晶硅太阳能电池光电转换效率的一种有效手段。硅片表面织构化的方法有很多种,随着激光技术的发展和成熟,利用激光制备多晶硅太阳能电池表面织构成为研究热点,本文在此研究方向上进行了探讨,具体内容如下:(1)激光制备多晶硅表面织构过程中激光工艺参数的研究。本文利用1064nm激光对多晶硅表面进行织构化。利用扫描电镜观察激光刻蚀后多晶硅太阳电池片表面的形貌,用光谱仪测量激光刻蚀后多晶硅片表面的光反射率,系统研究激光能量、刻蚀速度和重复频率对多晶硅表面织构的影响,从而优化制备多晶硅表面织构过程中激光工艺参数。(2)化学方法清除多晶硅片激光织构化过程中所产生缺陷的研究。多晶硅片激光织构化过程中所产生的缺陷包括刻蚀后硅片表面的损伤、留下的融熔层,本文用Na OH溶液清除这些损伤和熔融层,利用扫描电镜观察化学腐蚀后多晶硅太阳电池片表面形貌,用光谱仪测量化学腐蚀后多晶硅片表面的光反射率,通过实验研究了Na OH溶液的浓度、腐蚀温度和腐蚀时间对清除缺陷的影响,从而优化多晶硅片激光织构化后化学方法清除缺陷的工艺参数。(3)多晶硅片激光织构化过程中激光入射角度对多晶硅片表面织构影响的研究。本文首先应用Tracepro光学仿真软件对硅片表面织构结构进行光线追迹,对比激光倾斜刻蚀和垂直刻蚀硅片形成的表面织构的光学性能,结果表明表面织构都能降低硅片表面的光反射率,其中激光倾斜刻蚀形成的硅片表面织构减少光反射率的效果更显著;然后,实验研究激光入射角度对多晶硅片表面织构的影响,在多晶硅片激光织构化过程中激光分别以0°、30°、45°和60°的入射角对多晶硅片表面进行刻蚀,采用光谱仪测试多晶硅片表面反射率,应用扫描电镜表征多晶硅片样品表面形貌,结果表明:随激光入射角度不同,多晶硅片表面反射率变化明显,其中刻蚀角度为45°时,多晶硅片表面反射率降低最为显著。
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.41;TN249

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本文编号：1264425