硼镓共掺杂单晶硅电池抑制光衰减研究

发布时间：2017-08-05 19:40

  本文关键词：硼镓共掺杂单晶硅电池抑制光衰减研究

  更多相关文章： B Ga共掺 单晶硅 太阳能电池 热处理 少子寿命 间隙O含量 光致衰减

【摘要】：单晶硅太阳能电池是太阳能电池市场一个重要组成部分,因为其具有其它太阳能电池不可比拟的优势而一直牢牢主导着光伏领域。目前,与其它种类太阳能电池相比单晶硅太阳能电池在光电转换效率和成本方面优势明显。在实验条件下太阳能电池光电转换效率已经突破20%,而在此背景下抑制P型单晶硅太阳能电池光电转换效率衰减问题已经成为光伏科技领域研究的重点和热点。B,Ga共掺单晶硅太阳能电池降低了光电转换效率衰减同时提高了电池的成品率,具有广阔的应用前景。本文首先深入研究B,Ga共掺单晶硅热处理后,其O杂质含量和缺陷变化及热处理对其非平衡少数载流子寿命的影响。结果表明:B,Ga共掺单晶硅的间隙O含量随着热处理温度的升高呈现下降趋势,高温和长时间的热处理促进了O沉淀的形成。经过前期预处理后,随着后续热处理温度的升高更有利于O沉淀有效半径的增大。通过掺B、B,Ga共掺和掺Ga三种不同单晶硅对比得出Ga的引入抑制了O沉淀成核尺寸。对于非平衡少数载流子寿命而言,高温度和长时间热处理明显都是不利因素。O沉淀缺陷复合中心的存在,提高了非平衡少数载流子的复合效率,降低了非平衡少数载流子寿命。对不同电阻率的B,Ga共掺单晶硅的光致衰减进行了研究。结果表明:1.5Ω·cm的B,Ga共掺单晶硅太阳能电池具有较高的光电转换效率,而0.5Ω·cm的B,Ga共掺单晶硅太阳能电池的光电转换效率衰减率较低。对比不同种类的P型单晶硅太阳能电池性能并进行光致衰减研究。结果表明:B,Ga共掺单晶硅太阳能电池拥有较稳定的光电转换效率衰减率。
【关键词】：B Ga共掺 单晶硅 太阳能电池 热处理 少子寿命 间隙O含量 光致衰减
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 前言9-10
• 1.2 光伏产业现状10-11
• 1.3 太阳能级单晶硅材料的制备11-14
• 1.3.1 区熔单晶硅12-13
• 1.3.2 直拉单晶硅13-14
• 1.4 P型单晶硅太阳能电池中的杂质14-17
• 1.4.1 碳元素14-15
• 1.4.2 氧元素15-16
• 1.4.3 其他金属元素16-17
• 1.5 太阳能电池原理与结构17-19
• 1.6 单晶硅太阳能电池光致衰减问题的研究背景19-20
• 1.7 本文研究的主要内容20-21
• 第二章 实验方案及测试仪器21-25
• 2.1 实验方案21
• 2.2 测试仪器21-25
• 2.2.1 少子寿命测试仪21-23
• 2.2.2 傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)23
• 2.2.3 电流-电压（I-V）特性曲线测试仪23-24
• 2.2.4 热斑耐久测试仪24
• 2.2.5 SZT-90四探针测试仪24-25
• 第三章 热处理对B,Ga共掺单晶硅的缺陷及少子寿命的影响25-51
• 3.1 引言25
• 3.2 实验过程25-31
• 3.2.1 B,Ga共掺单晶硅片的制备25-29
• 3.2.2 B,Ga共掺单晶硅片热处理过程29-31
• 3.3 热处理温度对B,Ga共掺杂单晶硅片O沉淀的影响31-37
• 3.4 热处理时间对B,Ga共掺单晶硅片O沉淀的影响37-45
• 3.5 热处理对B,Ga共掺单晶硅少子寿命的影响45-48
• 3.6 本章结论48-51
• 第四章 B,Ga共掺单晶硅电池抑制光致衰减研究51-67
• 4.1 引言51
• 4.2 实验过程51-57
• 4.2.1 实验样品分组51-53
• 4.2.2 电池样品制备53-56
• 4.2.3 电学性能测试分析56
• 4.2.4 光电转换效率衰减测试分析56-57
• 4.3 不同电阻率的B,Ga共掺单晶硅片含O、C量分析57-58
• 4.4 不同电阻率B,Ga共掺单晶硅太阳能电池光伏特性分析58-61
• 4.5 B,Ga共掺单晶硅太阳能电池光致衰减研究61-64
• 4.6 B,Ga共掺与其他P型单晶硅太阳能电池光致衰减对比分析64-66
• 4.7 本章小结66-67
• 第五章 结论67-69
• 参考文献69-75
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果75-77
• 致谢77-78

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本文编号：626638