屈莹-不同电阻率太阳能电池制作工艺探索及电性能研究.ppt

EGING PV FOR THE WORLD 常州亿晶光电科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电亿晶光电 EGING PVEGING PV EGING PV FOR THE WORLD 常州亿晶光电科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电亿晶光电 EGING PVEGING PV 不同电阻率太阳能电池制作工艺探索及电性能研究 报告人：屈 莹 EGING PV FOR THE WORLD 常州亿晶光电科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电亿晶光电 EGING PVEGING PV 报告内容简介 引言 不同电阻率单晶硅片工艺探索实验及讨论 不同电阻率单晶电池片衰减研究 结论 EGING PV FOR THE WORLD 常州亿晶光电科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电亿晶光电 EGING PVEGING PV 引言 对于硅材料，所有的非硅元素都是杂质 。 电阻率的测试比较简单，用简单的四探针即可完成，因此，电阻率 的大小通常被用做检验掺杂量多少的标准。 EGING PV FOR THE WORLD 常州亿晶光电科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电亿晶光电 EGING PVEGING PV 硼（B）杂质在硅中的分凝系数K0 6.0 N型6.0 P/N6.0 国内外大量采用的P型衬衬底电电阻率为为0.5-3cm硅片，制作电电池片效率可达 17.8%，而也会出现电现电 阻率为为3-6cm硅片，其转转化效率相对较对较 低。而电电阻率 6.0 cm和10四类 硅片的相关性能，并将其制作电池，对其电池性能以及衰减性能的变化趋势进行 了分析。 EGING PV FOR THE WORLD 常州亿晶光电科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电亿晶光电 EGING PVEGING PV 不同电阻率单晶硅片工艺探索实验及讨论 1、选材 硅片尺寸125125 厚度18020um 硅片型号 P型 测试设备测试设备四探针针 将其按照0.5-3cm、3-6cm、6-10cm和10cm进行分类 EGING PV FOR THE WORLD 常州亿晶光电科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电亿晶光电 EGING PVEGING PV 电阻率离散分布图 随着电电阻率的增 大其硅片片内及 片间电间电 阻率均匀 性变变差，尤其是 10cm硅片最 为为明显显。 EGING PV FOR THE WORLD 常州亿晶光电科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电亿晶光电 EGING PVEGING PV 0.5-3cm 10cm 测试：WT-2000 硅片：未处理 2、少子寿命测试 原片少子寿命分布对比图 相同点： 1、其硅片边缘少子偏 小，这与晶棒切片前 的处理有关，边缘的 缺陷较多导致。 2、两者少子寿命平均 值均在1.5us左右，没 有明显的差别。这是 因为硅片在进行少子 寿命测量时没有进行 任何钝化处理，受到 表面符合而导致的， 因此，测得的硅片有 效寿命较低。 不同点：高电阻率硅片 其少子呈同心圆状，而 低电阻率硅片没有明显 的图形，但均匀性相对 较好。 EGING PV FOR THE WORLD 常州亿晶光电科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电亿晶光电 EGING PVEGING PV 晶体生长的热对流形式 拉制晶棒的过程中，由于硅沿着坩 埚壁上升，在对流无规则和不稳定 时，溶液表现为间歇的释放热量（ 卷流），而卷流影响了晶锭径向杂 质分布的均匀性。 EGING PV FOR THE WORLD 常州亿晶光电科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电亿晶光电 EGING PVEGING PV 碱制绒 扩散 等离子刻蚀 PSG PECVD 丝网印刷 3、电池制作 烧结测试 选取不同电阻率四类硅片采 用正常扩散工艺，配合生产 烧结工艺，得出电性能变化 趋势 选取0.5-3 cm和3-6 cm 两组硅片，进行调试对比 EGING PV FOR THE WORLD 常州亿晶光电科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电亿晶光电 EGING PVEGING PV 在扩散前四种电阻 率的硅片其少子寿命没 有明显的变化，但在扩 散后，p-n结的形成有利 于基区电子的扩散，因 此其少子寿命有明显的 上升。 扩散后少子寿命变化趋势 扩散后少子比较 随着电阻率的升高其扩散 后少子寿命增加幅度呈上 升趋势。 10cm电 阻率硅片增加的幅度最大 ，基本在20us以上。这与 掺杂浓度有关，电阻率越 大，掺杂含量越少，其杂 质浓度越低，复合降低， 提升了体少子寿命。 /u s EGING PV FOR THE WORLD 常州亿晶光电科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电亿晶光电 EGING PVEGING PV 相同扩散工艺 扩散后方块电阻/（/） up 10cm50/4950/4949/4949/4848/47 6-10cm47/4648/4746/4747/4748/47 3-6cm47/4548/4747/4547/4646/45 0.5-3cm45/4446/4645/4545/4445/45 扩散后方块电阻比较 用相同的扩散工艺扩散后，用四探针测试其扩散后方块电阻发现：随着 电阻率的增加，其扩散后的方阻有增大的趋势 相同扩散工艺下，不同电阻率硅片方阻比较 EGING PV FOR THE WORLD 常州亿晶光电科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电亿晶光电 EGING PVEGING PV 随着电阻率的 增加，最大输出功 率有下降的趋势； 其填充因子呈下降 趋势。 开路电压和短 路电流呈现相反的 变化趋势。 相同烧结条件下，电性能参数随电阻率的变化趋势 EGING PV FOR THE WORLD 常州亿晶光电科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电亿晶光电 EGING PVEGING PV 40-45/烧结烧结 条件转转化效率 0.5-3cm 高温烧结烧结17.66% 3-6cm 17.34% 0.32% 45-50/烧结烧结 条件转转化效率 0.5-3cm 正常工艺烧结艺烧结17.61% 3-6cm 17.50% 0.11% 50-55/烧结烧结 条件转转化效率 0.5-3cm 低温烧结烧结17.73% 3-6cm 17.66% 0.07% 选择电阻率为0.5-3cm 和电阻率为3-6cm硅片，调 节其扩散方阻及烧结条件，对 比其转换效率变化发现，在高 方阻的条件下，其两者转化效 率差别最小，因此，对于稍高 电阻率硅片而言，高方阻工艺 与其匹配性较好。 不同方阻、不同烧结工艺条件下，转化效率比较 EGING PV FOR THE WORLD 常州亿晶光电科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电亿晶光电 EGING PVEGING PV 不同电阻率单晶电池片衰减研究 不同掺杂硅材料体少子寿命的光衰减行为 1、衰减机理 EGING PV FOR THE WORLD 常州亿晶光电科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电亿晶光电 EGING PVEGING PV 掺硼Cz-Si 中影响光衰减的缺陷中心的反应可能为: B5O （少子寿命高 ） light annealing BO5 （少子寿命低 ） EGING PV FOR THE WORLD 常州亿晶光电科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电亿晶光电 EGING PVEGING PV 电阻率为1 cm掺硼硅太阳电池的光衰减行为 EGING PV FOR THE WORLD 常州亿晶光电科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电亿晶光电 EGING PVEGING PV 最大输出功率光衰减量对比 2、衰减对比 电阻率分别为 ： 0.5-3cm 3-6 cm 6-10 cm 10 cm Eff=17% 数量：8片 衰减：4h 与文献结论相符合 EGING PV FOR THE WORLD 常州亿晶光电科技有限公司 Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 亿晶光电亿晶光电 EGING PVEGING PV 结论 通过实验对比分析可以看出，0.5-3电阻率为太阳能电池制作最佳 电阻率范围，并且其片间与片内的电阻率分布集中，说明晶体生长杂质均匀 性很容易控制。但其电池光照下衰减相对较大； 扩散方阻在50-55/ 时时，高电电阻率与低电电阻率电电池片电电性能相差最小 ，并且随着电电阻率的升高