等離子體浸沒離子注入在太陽能電池中的應(yīng)用研究.pdf

1、進(jìn)一步減少晶硅太陽能電池的表面反射率、改善PN結(jié)質(zhì)量是提高晶硅太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的有效方法。對(duì)于目前的晶硅電池來說，經(jīng)表面制絨后單/多晶硅仍然分別有11％與25％左右的表面反射率，且以熱擴(kuò)散方式制備的PN結(jié)短波響應(yīng)較差，因此急需一種新的工藝改善上述問題。等離子體浸沒離子注入(PⅢ)則為降低反射率、改善PN結(jié)質(zhì)量提供了很好的研究方向。在PN結(jié)制備上，采用PⅢ可通過注入摻雜的方式得到超淺結(jié)，和熱擴(kuò)散制備的PN結(jié)相比，新的PN結(jié)結(jié)深大大減

2、小，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)該P(yáng)N結(jié)適合用于太陽能電池的制備。在降低表面反射率方面，采用PⅢ能在硅片表面形成納米量級(jí)的針狀微觀結(jié)構(gòu)，形成“黑硅”，極大地減小了表面反射，通過進(jìn)一步的優(yōu)化工藝，實(shí)現(xiàn)了太陽能電池效率的明顯提升。針對(duì)這兩點(diǎn)，本文做了如下工作:
　　1、采用等離子體浸沒離子注入(PⅢ)的方法在125cm×125cm的P型單晶硅上注入磷元素形成了PN結(jié)，通過快速熱退火工藝激活摻雜元素以達(dá)到最佳電活性。研究了退火時(shí)間與退火溫度、注入偏壓大小

3、與脈寬對(duì)PN結(jié)方塊電阻的大小與均勻性的影響。發(fā)現(xiàn)在注入偏壓為2KV，注入脈寬為50μs，退火溫度為1100℃，退火時(shí)間為20s的條件下，注入效果最佳，此時(shí)的方塊電阻達(dá)到最小值10.12Ω/sq，非均勻性達(dá)到最小值2.98％，非常適合用于太陽能電池工藝。另外，在相同條件下對(duì)單晶硅與多晶硅的注入進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)在單晶硅上注入得到的PN結(jié)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于多晶硅。
　　2、采用等離子體浸沒離子注入(PⅢ)在156cm×156cm的P型多晶硅上制

4、備了黑硅，并對(duì)隨后的濕法去損工藝進(jìn)行了研究，在目前普遍使用的HNO3/HF溶液去損的基礎(chǔ)上，探索了一種弱氧化性的NaNO2/HF溶液去損方式。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)濕法去損會(huì)使黑硅的表面反射率逐漸升高，但同時(shí)也會(huì)大大降低等離子刻蝕損傷與硅片表面積，減小表面復(fù)合速度。實(shí)驗(yàn)中對(duì)使用HNO3/HF溶液與NaNO2/HF對(duì)黑硅進(jìn)行濕法去損，而后在工業(yè)生產(chǎn)線上加工為太陽能電池，發(fā)現(xiàn)采用條件為NaNO2∶HF∶H2O=6.4g∶10mL∶240mL去損20min