晶体硅太阳电池效率的光致衰减研究

摘要

随着晶体硅太阳电池制备技术的进步，产业化电池效率不断向实验室记录靠近。电池效率的提升依赖硅片的质量，而硅片的质量则主要是由其中的杂质和缺陷决定的，p型掺硼直拉单晶硅太阳电池在光照下会出现效率衰退现象，因此，提高晶体硅的品质并抑制光衰的措施和机制成为光伏领域研究的重要课题。
　　1、本文首先对掺镓、掺硼单晶硅中杂质和缺陷在退火过程中的行为及其对少子寿命的影响进行了系统研究，结果表明，在单步退火过程中，随着退火温度的升高，掺镓单晶硅和掺硼单晶硅中间隙氧含量都下降，掺镓单晶硅中间隙氧含量下降速率更快；氧沉淀腐蚀坑都增多，掺镓单晶硅的腐蚀坑尺寸小于掺硼单晶硅；少子寿命均下降，且低温退火下降速率更快。随着退火时间的延长，掺镓单晶硅和掺硼单晶硅中间隙氧含量也下降，氧沉淀腐蚀坑密度增加，少子寿命变化不大。两步退火过程中，随着第二步退火温度的升高，掺镓单晶硅和掺硼单晶硅中间隙氧含量和少子寿命下降速率加快。
　　2、研究了不同掺镓比例的直拉单晶硅及其太阳电池的性能，结果表明，100％掺镓的单晶硅的少子寿命比100%掺硼单晶硅的高一倍，Ga、B共掺单晶硅的少子寿命较低。不同比例的掺镓单晶硅太阳电池的转换效率均达到了掺硼单晶硅太阳电池的水平，掺镓为80%时的太阳电池转换效率最高。
　　3、研究了镓对单晶硅太阳电池效率衰减的抑制作用，结果表明，随着掺镓比例的增加，直拉单晶硅太阳电池的光致衰减率降低，掺镓为100%时，光致衰减率最低，达到0.205%。由于镓的掺入，B-O复合体的浓度降低，抑制了太阳电池的光致衰减。

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第一章 绪 论

1.1 前言

1.2 晶体硅太阳电池光致衰减的研究进展

1.3 影响晶体硅太阳电池效率衰减的因素

1.4 抑制晶体硅太阳电池效率衰减的措施

1.5 本文的主要研究内容

第二章 实验方案及测试方法

2.1 热处理样品制备

2.2 实验方案

2.3 主要表征技术

第三章 热处理对掺镓直拉单晶硅中缺陷及少子寿命的影响

3.1 引言

3.2 实验过程

3.3 热处理对掺镓直拉单晶硅片中缺陷形貌的影响

3.4 热处理对掺镓直拉单晶硅片少子寿命的影响

3.5 本章小结

第四章 掺镓晶体硅太阳电池的光致衰减研究

4.1 引言

4.2 实验过程

4.3 掺镓直拉单晶硅片的性能研究

4.4 掺镓单晶硅太阳电池的光伏特性研究

4.5 掺镓单晶硅太阳电池的光致衰减研究

4.6 本章小结

第五章 结 论

参考文献

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢