晶体硅异质结太阳电池的后处理增效研究

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非晶硅/晶体硅异质结太阳电池(HAC太阳电池)具有转换效率高等众多优点,市场前景广阔,有望成为光伏产业新的主流技术。本课题多种在HAC电池金属栅线电极制备完成后进行的优化改性技术(后处理增效)进行了研究。具体内容和结果如下:1、对HAC太阳电池进行加热并同时给予强光辐照(光热处理),分析光热协同作用下工艺温度、辐照强度、工艺时间等参数对电池片改性的影响规律,结果表明:180℃为最优温度,此时电池片的转换效率,样品的少子寿命提升幅度均最大;工艺温度保持不变的情况下,辐照强度越大HAC太阳电池提效结果越好,在实验的0-20 k W/m~2的辐照强度范围内未见极限。在工艺温度180℃,辐照强度为12 k W/m~2的条件下处理电池片60 s,转换效率提升幅度最大,超过0.7%abs,并且对基础效率为24.0%的电池片,批量处理的平均提效0.5%abs以上。2、对比制备金属栅线前后的以及采用不同方法制备金属栅线的HAC太阳电池的光热处理的改性效果和规律,结果表明:光热处理过程中在电池片中产生非平衡载流子复合是降低HAC太阳电池表面缺陷的机理之一;HAC太阳电池制备过程中金属栅线制备过程的热过程对光热处理增效结果有较大的影响,未在高温下进行长时间处理的电池片要比经历长时间高温处理的电池片提效幅度大0.2%abs。3、对金属栅线制备完成后的HAC太阳电池片加热并同时通以大电流(电热处理)可以降低电池片中的缺陷密度。但是高温以及高强度的电流会对HAC太阳电池的栅线造成不可逆的损伤,降低由缺陷钝化带来的增益。即使在低温条件下,大电流同样会导致电池金属栅线出现损伤。4、微波处理可以提高HAC太阳电池片中掺杂非晶硅/本征非晶硅复合薄膜对晶体硅表面的钝化作用,其中对于IP复合薄膜的钝化性能改善效果最为明显;短时间的微波处理能够提高HAC太阳电池转换效率,提高其在短波长范围内的外量子效率;但是过长时间的微波处理会导致HAC太阳电池的转换效率下降。
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