基於雷射摻雜均勻發射極的高效n型太陽電池研究

《基於雷射摻雜均勻發射極的高效n型太陽電池研究》是依託中山大學，由梁宗存擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於雷射摻雜均勻發射極的高效n型太陽電池研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：梁宗存
• 依託單位：中山大學

中文摘要

本項目提出了基於雷射摻雜均勻發射極的高效n型太陽電池研究，常溫下利用雷射摻雜製備均勻發射極，採用複合介質膜Al2O3/SiO2鈍化電池表面，利用雷射濕化學燒結來製備背面局域接觸電極。研究不同厚度的硼源旋塗層和不同雷射參數對製備的發射極的影響，重點研究雷射作用下B雜質源的擴散和光致晶化行為，探討不同摻雜臘歸捉參數對發射極摻雜濃度及結深的影響；研究適合於n型矽太陽電池的高質量雙面疊層的鈍化方式，開展Al2O3/SiO2疊層薄膜的鈍化特性研究,通過最佳化工藝,得到汗朵精具有低表面複合速率、高陷光性能的鈍化膜製備方案；探索雷射摻雜、燒結工藝過程中雷射與雜質源以及雷射與金屬鋁層、複合介質膜相互作用的微觀機理，並建立理論模型，為雷射在高效n型太陽電池製備套用中提供理論指導。在此基礎上，建立基於雷射摻雜均勻發射極的高效n型太陽電池製備工藝，製備出的n型單晶矽太陽電池轉換效率達19%。

結題摘要

本項目提出了基於雷射摻雜均勻發射極的高效n 型太陽電池研究，首先通過測試與模擬相結合，對雷射輸出特性、雷射摻雜原理進行了詳細的分析研究，建立了雷射摻雜模型；其次，項目組研究了旋塗、噴塗、印刷等乎婚各種預製摻雜源的方法，提出了“噴塗+雷射摻雜”一體化方案，詳細研究了雷射摻雜對樣品表面形貌、反射率的影響，通過方阻、少子壽命等物理參數的測試對雷射摻雜效果進行了細緻的表征，並和乘危海對雷射損傷修復問題進行了深入的研究。鞏籃碑辯再次，本項目對多種鈍化膜系的製備和鈍化特性進行了對比研究，重點研究了ALD-Al2O3/PECVD-SiNx 疊層介質膜對P+層的鈍化效果，通過最佳化工藝，使表面複合速率達到10cm/s以下，適合高效電池的製備，最終得到具有低表面複合速率、高陷光性能的鈍化膜製備方案；再次，本項目研究了不同的介質膜開孔工藝，對雷射開孔和刻蝕漿料開孔進行了詳細的對比分析，確定了兩種開孔方案的最佳工藝並對其各自優劣勢進行了分析，然後對開孔後蒸鍍鋁電極的退火工藝進行了最佳化，使其與表面形成良項踏付好的歐姆接觸，另外本項目還對雷射濕化學燒結製備電極的方法進行了研究；再次，在上述研究的基礎上，本項目船多茅確定了雷射全摻雜製備硼發射極N型矽雙面電池工藝方案，正面效率達到15.7%，背面效率達到13.9%，對電池進行了詳細的功率損失分析，表面形貌的破壞和表面缺陷的引入，導致電流、電壓及FF都低於常規電池；項目組對硼熱擴散工藝進行了最佳化，建立二次熱擴散法製備雙面電池工藝方案，其正面效率達到19%以上；最後，項目組將雷射摻雜與金屬催化腐蝕法相結合，製備出軸向PN結矽納米線陣列，對其特性進行了詳細的分析表征；為了提高因雷射摻雜造成的光損失，初步探索了納米銀顆粒形成表面等離激元增強光吸收在太陽電池上的套用。