不同电阻率太阳能电池制作工艺探索及电性能研究

1、EGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.EGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.不同电阻率太阳能电池制作工艺探索及电性能研究不同电阻率太阳能电池制作工艺探索及电性能研究EGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photov

2、oltaic Technology Co.,Ltd.报告内容简介 引言引言 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不同电阻率单晶电池片衰减研究 结论结论EGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.引言 对于硅材料，所有的非硅元素都是杂质对于硅材料，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

3、大小通常被用做检验掺杂量多少的标准。率的大小通常被用做检验掺杂量多少的标准。 EGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 硼（硼（B）杂质在硅中的分凝系数）杂质在硅中的分凝系数K0 1，由于，由于杂质在熔化和凝固过程中会发生分凝效应，固杂质在熔化和凝固过程中会发生分凝效应，固相中的杂质浓度分布情况：头部低尾部高，杂相中的杂质浓度分布情况：头部低尾部高，杂质向尾部聚集，因此，质向尾部聚集，因此，单晶硅棒从头端到尾端单晶硅棒从头端到尾端，其电阻率有明显的

4、变化规律，常规的，其电阻率有明显的变化规律，常规的掺硼掺硼P型硅棒越接近尾端其电阻率值越小。型硅棒越接近尾端其电阻率值越小。 在工业生产中，将电阻率不符合段切除重在工业生产中，将电阻率不符合段切除重新回炉，因此，研究不同电阻率电池片的性能新回炉，因此，研究不同电阻率电池片的性能也是节约拉晶成本的一个方面。也是节约拉晶成本的一个方面。EGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 据不完全统计，据不完全统计，市场上无论市场上无论P型、型、N型还是型还是P/

5、N型，均有较明细的电阻率分类。型，均有较明细的电阻率分类。 P P型型6.0N N型型0.56.06.0P/NP/N0.26.0 国内外大量采用的国内外大量采用的P型衬底电阻率为型衬底电阻率为0.5-3cm硅片硅片，制作电池片效率可达制作电池片效率可达 17.8%，而也会出现电阻率为，而也会出现电阻率为3-6cm硅片，其转化效率硅片，其转化效率相对较低。而电阻率相对较低。而电阻率6.0 cm和和10四类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。了分析。 EGING PV FOR THE

6、 WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 不同电阻率单晶硅片工艺探索实验及讨论1、选材、选材硅片硅片尺寸尺寸125125厚度厚度18020um硅片型号硅片型号 P型型 测试设备测试设备四探针四探针将其按照将其按照0.5-3cm、3-6cm、6-10cm和和10cm进行分类进行分类EGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.电阻率离散分布图

7、电阻率离散分布图 随着电阻率的增随着电阻率的增大其硅片片内及大其硅片片内及片间电阻率均匀片间电阻率均匀性变差，尤其是性变差，尤其是10cm硅片最硅片最为明显。为明显。EGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.0.5-3cm 10cm测试：测试：WT-2000 硅片：未处理硅片：未处理 2、少子寿命测试、少子寿命测试原片原片少子寿命分布少子寿命分布对比对比图图相同相同点：点：1、其硅片边缘少子偏其硅片边缘少子偏小，这与晶棒切片前小，这与晶棒切片前的处理

8、有关，边缘的的处理有关，边缘的缺陷较多导致。缺陷较多导致。2、两者少子寿命平均两者少子寿命平均值均在值均在1.5us左右，没左右，没有明显的差别。有明显的差别。这是这是因为硅片在进行少子因为硅片在进行少子寿命测量时没有进行寿命测量时没有进行任何钝化处理，受到任何钝化处理，受到表面符合而导致的，表面符合而导致的，因此，测得的硅片有因此，测得的硅片有效寿命较低效寿命较低。不同点：不同点：高电阻率硅片高电阻率硅片其少子呈同心圆状，而其少子呈同心圆状，而低电阻率硅片没有明显低电阻率硅片没有明显的图形，的图形，但均匀性相对但均匀性相对较好。较好。EGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光

9、电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.晶体生长的热对流形式晶体生长的热对流形式拉制晶棒的过程中，由于硅沿着坩拉制晶棒的过程中，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（卷流），而卷流影响了晶锭径向杂质分布的均匀性。杂质分布的均匀性。EGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Tech

10、nology Co.,Ltd.碱制绒碱制绒 扩散扩散等离子刻蚀等离子刻蚀PSGPECVD丝网印刷丝网印刷3、电池制作、电池制作烧结测试烧结测试选取不同电阻率四类硅片采选取不同电阻率四类硅片采用正常扩散工艺，配合生产用正常扩散工艺，配合生产烧结工艺，得出电性能变化烧结工艺，得出电性能变化趋势趋势选取选取0.5-3 cm和和3-6 cm两组硅片，进行调试对比两组硅片，进行调试对比EGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 在扩散前四种电阻在扩散前四种电阻

11、率的硅片其少子寿命没率的硅片其少子寿命没有明显的变化，但在扩有明显的变化，但在扩散后散后，p-n结的形成有利结的形成有利于基区电子的扩散，因于基区电子的扩散，因此此其少子寿命有明显的其少子寿命有明显的上升。上升。扩散后少子寿命变化趋势扩散后少子寿命变化趋势 扩散后少子比较扩散后少子比较随着电阻率的升高其扩散随着电阻率的升高其扩散后少子寿命后少子寿命增加幅度呈上增加幅度呈上升趋势。升趋势。 1010cmcm电电阻率硅片增加的幅度阻率硅片增加的幅度最最大，大，基本在基本在20us20us以上。以上。这与掺这与掺杂浓度有关，电阻率越大，杂浓度有关，电阻率越大，掺杂含量越少，其杂质浓掺杂含量越少，其杂

12、质浓度越低，复合降低，提升度越低，复合降低，提升了体少子寿命。了体少子寿命。 /usEGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.相同扩散工艺相同扩散工艺扩散后方块电阻扩散后方块电阻/（/）up 10up 10cm50/4950/4950/4950/4949/4949/4949/4849/4848/4748/476-106-10cm47/4647/4648/4748/4746/4746/4747/4747/4748/4748/473-63-6cm47/4

13、547/4548/4748/4747/4547/4547/4647/4646/4546/450.5-30.5-3cm45/4445/4446/4646/4645/4545/4545/4445/4445/4545/45 扩散后方块电阻比较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常州常州亿晶光电亿晶

14、光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 随着电阻率的随着电阻率的增加，最大输出功增加，最大输出功率有下降的趋势；率有下降的趋势；其填充因子呈下降其填充因子呈下降趋势。趋势。 开路电压和短开路电压和短路电流呈现相反的路电流呈现相反的变化趋势。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常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co

15、.,Ltd.40-4540-45/ /烧结条件烧结条件转化效率转化效率0.5-30.5-3cm高温烧结高温烧结17.66%17.66%3-63-6cm17.34%17.34%0.32%0.32%45-5045-50/烧结条件烧结条件转化效率转化效率0.5-30.5-3cm正常工艺烧结正常工艺烧结17.61%17.61%3-63-6cm17.50%17.50%0.11%0.11%50-5550-55/烧结条件烧结条件转化效率转化效率0.5-30.5-3cm低温烧结低温烧结17.73%17.73%3-63-6cm17.66%17.66%0.07%0.07% 选择电阻率为选择电阻率为0.5-3cm和

16、电阻率为和电阻率为3-6cm硅片，调硅片，调节其扩散方阻及烧结条件，对节其扩散方阻及烧结条件，对比其转换效率变化发现，在高比其转换效率变化发现，在高方阻的条件下，其两者转化效方阻的条件下，其两者转化效率差别最小，因此，对于稍高率差别最小，因此，对于稍高电阻率硅片而言，高方阻工艺电阻率硅片而言，高方阻工艺与其匹配性较好。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常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,

17、Ltd.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常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.掺硼掺硼Cz-Si Cz-Si 中影响光衰减的缺陷中心的反应可能为中影响光衰减的缺陷中心的反应可能为: : B5O（少子寿命高）（少子寿命高）lightannealing BO5（少子寿命低）（少子寿命低）EGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有

18、限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.电阻率为电阻率为1 cm掺硼硅太阳电池的光衰减行为掺硼硅太阳电池的光衰减行为EGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.最大输出功率光衰减量对比最大输出功率光衰减量对比2、衰减对比电阻率分别为：电阻率分别为： 0.5-3cm 3-6 cm6-10 cm10 cm Eff=17%数量：数量：8片片衰减：衰减：4h与文献结论相符合与文献结论相符合EGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿