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双层氮化硅减反膜对多晶硅太阳能光伏电池的影响

2012-04-25 17:03来源:北极星太阳能光伏网(独家)关键词:多晶硅太阳能光伏收藏点赞

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采用等离子体增强气相沉积法制备了双层氮化硅作为多晶硅太阳电池的减反膜,理论模拟了双层氮化硅的光学参数,实际测试情况和理论模拟吻合良好。电池IV参数表明双层氮化硅不但具有更佳的减反射效果而且表面钝化效果也有所增强。批量试制结果显示电池转换效率提高了0.3%。

1引言

等离子增强气相沉积(PECVD)制备氢化非晶氮化硅(SiNx:H)已经成为工业太阳电池的标准工艺中一道工序。主要存在三方面的优势:作为减反射薄膜;钝化太阳电池表面从而降低表面复合速度;薄膜中丰富的氢可以钝化体内的缺陷态。

影响三个优势体现的关键因素之一就是氮化硅中的硅含量。增加硅的含量,折射率n和消光系数k均相应增高。消光系数k增高,氮化硅的光吸收就会增强,所以高折射率n、高消光系数k的薄膜不适合作为减反膜。空气中,单层减反膜的最佳折射率为1.96[1]。而相应地增加硅的含量,表面钝化作用呈现增强趋势,文献中报道[2]当氮化硅折射率增加到2.3时,表面复合速度降到20cm/s以下。而最佳的体钝化则出现在折射率n位于2.1至2.2之间。

为了整合氮化硅薄膜三方面的优势,达到优势最大化的目的,我们提出了一种新方法,即双层氮化硅减反射膜。设想是先淀积一层高折射率n2的氮化硅可以更好地钝化电池的表面,然后生长低折射率n1的氮化硅用于降低表面反射率。这样的结构由Schmidt[3]提出,但是他并没有讨论双层膜耦合后的光学性质以及电池片的工业试制。本文侧重于双层氮化硅减反膜多晶太阳电池的工业研制,并借助Sentech公司的SE400adv、Varian的Cary5000研究了双层氮化硅对多晶电池电性能的影响。

2实验

156×156cm、电阻率0.5-3ΩP型多晶硅片经历制绒、扩散和去磷硅玻璃后,Centrotherm管式PECVD(40KHz)制备SiNx:H薄膜,采用Sentech的SE400测试监控氮化硅在633nm处的折射率以及厚度,结果见表1。丝网印刷正背电极以及铝背场,烧结制成成品电池片。

表1氮化硅薄膜的结构参数(折射率在633nm处)

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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