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关于晶体硅太阳能电池表面钝化技术的研究分析

刘少华 光伏领跑者创新论坛 2022-05-20

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表面钝化膜技术是晶体硅太阳能电池中重要的技术,表面钝化膜在晶体硅太阳能电池的应用中,能够有效的提升太阳能的转化效率,从而为现代事业的发展提供更大的能源支持。本文针对该方面内容,对我国晶体硅太阳能电池表面钝化技术的研究进行分析,希望能够为我国经济的发展提供有力的帮助。


 随着现在社会经济的不断发展,社会事业中各项活动也在不断的增加,与此同时,能源的消耗量逐渐的加大,传统的不可再生能源对于环境也存在一定的影响。在这样的背景下, 有效的开发新型环保的可再生能源,成为现在的重要工作。在诸多新型能源中,太阳能是一种取之不尽,用之不竭的无污染新型能源,并且,相较于其他能源来说,在转变时也更为方便,因此,合理有效的开发太阳能成为新时代能源开发中的重要组成部分。


就现在的实际情况来看,合理高效的转化太阳能是现在太阳能运用中的关键所在,现在我们对于太阳能的运用相对还是较少的,还需要不断的发展技术, 从而更加高效的转化太阳能以及不断的降低运用太阳能的成本。晶体硅太阳能电池是太阳能运用中相对较多的一项技术,对于该项研究来说,再进行太阳能转化效率的提升是非常困难的,因此,这就需要进行太阳能转化成本的有效降低。降低晶体硅太阳能电池的成本,就需要有效的控制太阳能电池中硅片的厚度,不断降低硅片厚度才能够不断的降低太阳能电池的生产成本。但与此同时,过度降低太阳能电池中硅片的厚度又会导致太阳能转化效率的降低,因此,如何能够在有效降低太阳能电池硅片厚度的基础上而又不降低电池的转化效率, 这成为现在太阳能电池应用过程中的重要问题。


01

 硅片表面特性

对于硅片来说,表面复合就是指硅片的表面存在的复合过程,在整个复合的过程中,硅片中存在的部分粒子会受到硅片表面复合状态的影响,而受到相应的变化。硅片的表面主要会有以下三个方面的特点:首先是硅片的表面会进行外来的带有正、负电荷杂质的吸附,这就会使其表面存在杂质,从而也就会形成复合中心;其次是硅片运用的过程中必然会涉及到硅片的切割,一旦进行切割必然会对硅片表面造损伤,这就会使得硅片表面存在较多的缺陷甚至是畸变,这也会导致硅片表面增加复合中心;然后是对于硅晶体本身来说,由内向外延伸的过程中,晶体表面会存在悬挂的粒子,这些粒子的存在也容易使得表面出现复合中心。


02

表面钝化介质薄膜研究

 2.1 SiN x薄膜钝化研究

 

对于晶体硅太阳能电池表面钝化膜进行研究,首先就要对 SiN x 进行研究,这在现代技术中应用是较多的。SiN x 薄膜的制备方法是非常多的,但是根据现在我国应用的实际情况来看,一般常用的方法是采用化学气相沉积的方法,并通过采用等离子进行加强。这种方法在现在 SiN x 薄膜钝化中应用是相对较为广泛的,具体的方式就是将 SiN x 薄膜放置于气压较低的地方,然后利用低温中等离子体的放电现象,将其进行升温并在其中加入适量的气体,以使其进行化学反应,从而最终能够在表面形成钝化薄膜。


2.2 SiO2叠层钝化减反研究

 

在现在实际的生产过程中,SiO2 薄膜钝化主要采用的是热氧化法这种方法在现在的实际应用中,也需要根据实际的需求,选择不同的制作方法。对于热氧化法来说,可以将其分为干氧氧化、湿氧氧化以及水汽氧化三种方法,这是根据氧化的氛围进行划分的,最为常见的就是干氧氧化和湿氧氧化两种。在实际的氧化过程中,主要就是将硅片放置于高温石英炉管中,然后在其中的氧化物质作用下就会产生 SiO2 薄膜。


2.3 电池表面钝化接触技术研究

 

就现在的电池表面钝化接触技术的研究中,由德国研发的一项技术也在其中起着重要的作用,这就是隧穿氧化层钝化接触技术。该项技术在实际的应用过程中主要是采用一层非常薄的氧化薄膜以及多晶硅层组成的,在其中能够有效的实现粒子的选择性通过,不同的粒子由于其不同的穿透能力而出现穿透钝化层或者被阻挡的现象,这也就能够进一步实现电池表面的钝化,从而也就能够有效的提升电池的转化效率。对于该项技术的研究,现在还存在一些争议,主要是认为其中薄膜以及多晶硅层对于钝化的接触性会产生一定的影响。


03

 存在的问题与展望

 对于晶体硅太阳能电池表面钝化的方法是非常多的,我国太阳能电池表面钝化技术发展至今也已经取得了较大的成就,但是其中仍存在一定的问题,影响其继续前进。例如,对于 SiN x 表面钝化来说,其短光波在表面还会造成较大的吸收导致复合速率产生,对于该速率还需要不断的进行降低;另外,在制备 SiNx 薄膜时,薄膜的性质、沉积条件以及工作的压力、频率等都会对薄膜产生一定的影响,这在未来的研究中还需要不断的完善。


04

结束语

综上所述,随着现在我国经济的不断发展,我国的科学技术水平也在不断的提升,尤其是在新能源的技术研发方面,我国的研究者也做出了较多的努力。随着现在对于太阳能电池技术的不断研发,晶体硅太阳能电池表面钝化技术在不断的创新发展,同时对于新材料的使用也在不断的增多,这在一定程度上有效的提升了我国太阳能电池转化效率,对于我国新能源的应用来说有着重要的作用。就现在我国太阳能电池的发展来说,其中还存在一定的问题需要得到完善,这样才能够更好的实现新能源应用的飞跃式发展。



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