硅太阳电池少数载流子寿命研究与测量

摘要

本文通过对测试少数载流子寿命的各种方法进行分析后提出了一种新的测量成品太阳电池基区少数载流子寿命的方法，这种方法通过分析太阳电池的I-V特性得到基区少数载流子寿命与太阳电池开路电压、短路电流的关系。同时考虑了串联电阻、并联电阻对开路电压、短路电流的影响，得到了太阳电池基区少数载流子寿命与开路电压、短路电流、串联电阻和并联电阻的关系。通过测试成品电池的I-V特性得到开路电压、短路电流、串联电阻和并联电阻的值，计算得到饱和暗电流和太阳电池基区少数载流子寿命。这种测量是在电池制备完成后进行的。该方法的特点是，可以结合准稳态光电导测试方法共同监控工艺过程中的少数载流子寿命变化，从而完善了太阳电池工艺过程中少数载流子寿命的全程监控。本论文实验部分完全按照工业化流程在不同的条件下制作太阳电池，在每一步流程后监控太阳电池少数载流子寿命，得到了较为优化的扩散条件和氧化条件。通过实验对比验证了该方法是可行的。该测量方法完善了在太阳电池工艺过程中对少数载流子寿命变化的监控。

目录

独创性声明及关于论文使用授权的说明

摘要

1前言

1.1环境保护与太阳能利用

1.2太阳电池与我国的光伏发电技术

1.3晶体硅太阳电池的工作原理与工艺

1.3.1工作原理

1.3.2晶体硅太阳电池工艺

1.4非平衡少数载流子寿命对太阳电池的影响与测试技术

1.4.1非平衡少数载流子

1.4.2少数载流子寿命

1.4.3少数载流子寿命对太阳电池的影响

1.4.4少数载流子寿命测试技术

1.5本文的研究意义、创新点和研究内容

1.5.1研究意义

1.5.2研究的主要创新点

1.5.3研究内容

2少数载流子寿命测量

2.1理论

2.1.1少数载流子寿命

2.1.2影响少数载流子寿命的因素

2.2模型的建立

2.2.1基区少数载流子寿命τn值的计算

2.2.2 Rs和Rsh的测量

2.2.3计算实际的I0值与基区少数载流子寿命τn

2.3实验备片要求：

3实验

3.1硅片清洗及绒面腐蚀

3.2 p-n结的制备

3.3氧化及表面钝化

3.3.1氧化原理与方法

3.3.2氧化膜厚的测量原理

3.3.3不同钝化条件下氧化膜的厚度

3.4镀减反射膜

3.5制备电极

3.5.1丝网印刷

3.5.2电极材料的选择

3.5.3电极的烧结

3.6激光切割去周边

3.7 I-V特性测试

4结果与讨论

4.1结果

4.1.1成品太阳电池I-V测试得到的少数载流子寿命

4.1.2工艺过程监控基区少数载流子寿命测量

4.1.3开路电压衰减法与I-V特性测试法测量结果对比

4.1.4不同扩散条件和不同氧化条件少数载流子寿命测试结果

4.1.5变光强条件少数载流子寿命结果

4.2讨论及分析

4.2.1讨论

4.2.2影响测量结果因素

4.2.3结论

5展望

参考文献

攻读硕士期间发表论文

致谢