单晶硅表面金字塔大小与少子寿命的关系

摘要

高效晶体硅太阳能电池是光伏发电领域的热门研究之一。有效调节单晶硅表面金字塔大小是太阳能研究中一个重点技术。在反映半导体材料与器件性质的多个物理参数中,少子寿命(τ)有着非常重要的作用,测量少子寿命是评价原材料和器件工艺的主要方法之一。在切割后,原始硅片表面上存在着大量的不饱和键,这些不饱和键会在硅片表面形成一个个的复合中心,载流子在这些复合中心进行复合,从而降低硅片的少子寿命。少子寿命对器件的重要性是不言而喻的,结论也是显而易见的。长的少子寿命可制备高性能的电池,反之,电池的转换效率将大大降低。非平衡载流子复合是决定少子寿命的关键因素。而单晶硅表面钝化后少子寿命、太阳能电池转换效率与单晶硅表面金字塔大小、形貌和分布密切相关。本文用不同的碱液刻蚀单晶硅表面,用SEM观察其表面绒面结构,测量了不同碱液刻蚀的单晶硅表面的少子寿命以及对应太阳能电池的转换效率。实验研究表明:不同碱液刻蚀的单晶硅表面绒面结构形貌差异大,少子寿命明显不同。进一步研究发现:绒面上金字塔尺寸大、并且分布不均匀,其少子寿命较短,对应太阳能电池的转换效率较低;反之,绒面上金字塔小并且均匀分布,则绒面少子寿命相对较长,对应的太阳能电池转换效率相对高。

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第一章 绪论

1.1太阳电池的历史

1.2太阳能电池技术的发展

1.3 太阳能电池发展趋势以及中国太阳能发展状况

1.4 本文研究的主要内容和研究意义

第二章 晶体硅太阳能电池工作原理

2.1太阳能电池基本理论

2.2太阳电池性能参数

2.3 本章小结

第三章 单晶硅绒面织构化机理

3.1 电子级硅的制备及单晶硅晶体结构特征

3.2 单晶硅绒面腐蚀模型

3.3 单晶硅各向异性刻蚀的化学腐蚀剂

3.4腐蚀过程中的影响因素

3.5 本章小结

第四章普通碱液腐蚀的单晶硅绒面结构

4.1单晶硅表面金字塔的形成

4.2普通碱液调制的单晶硅表面

4.3 TMAH调制的单晶硅表面

4.4本章小结

第五章 金字塔大小、分布对少子寿命的影响

5.1 普通碱液刻蚀的金字塔与少子寿命的关系

5.2 优化的碱液配方刻蚀绒面及少子寿命的关系

5.3 最终优化的碱液配方对绒面少子寿命的影响

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1主要结论及意义

6.2研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢