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多孔硅在改善多晶硅太阳电池性能上的研究和应用

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英文文摘

第一章序言

1.1全球能源形势

1.1.1现有能源的巨大危机

1.1.2关于太阳能

1.2太阳电池的发展

1.2.1太阳电池发展历史和现状

1.2.2太阳电池的研究概况

1.2.3各类太阳能电池占有的份额

1.2.4关于多晶硅太阳电池

1.3本文的主要研究内容

第二章硅太阳电池的基本原理

2.1光电转换过程

2.1.1光的反射与折射

2.1.2半导体中的光吸收

2.1.3PN结的光生伏特效应

2.1.4半导体中的复合过程

2.2四种复合机制

2.2.1直接复合

2.2.2间接复合

2.2.3俄歇复合

2.2.4表面复合

2.3硅太阳电池的基本器件方程

2.3.1理想PN结的伏安特性

2.3.2硅太阳电池的基本结构与工作原理

2.3.3硅太阳电池的基本特征参数

2.3.4太阳电池的输出特性

第三章太阳电池制备工艺及测试方法

3.1常规太阳电池制备工艺

3.1.1化学清洗

3.1.2扩散

3.1.3真空蒸镀法的基本原理和设备

3.2所用的测试方法

3.2.1光电导衰减法(PCD)测试硅片少子寿命

3.2.2电池性能测试与分析(Ⅰ-Ⅴ曲线)

3.2.3电池的QE测量

第四章多孔硅在减反射、吸杂、钝化方面改善多晶硅性能的研究

4.1多晶硅的减反射

4.1.1减反射膜减反射

4.1.2表面织构化减反射

4.2多晶硅的吸杂

4.2.1吸杂原理

4.2.2三种吸杂方式的比较实验和现象分析

4.3多晶硅的钝化

4.3.1半导体的表面问题

4.3.2多孔硅的钝化技术

4.4小结

第五章多孔硅多晶硅太阳电池性能的研究

5.1多孔硅的特性

5.2多孔硅太阳电池

5.2.1多孔硅的制备

5.2.2多孔硅太阳电池的制备

5.2.3实验结果与分析

5.3多孔硅的不稳定性

5.3.1多孔硅的衰减实验

5.3.2多孔硅荧光衰减特性

5.3.3多孔硅的反射率衰减特性

5.3.4多孔硅的衰减特性对太阳电池的影响

5.4多孔硅的不稳定性的改善

5.4.1实验

5.4.2发光稳定性的提高

5.5小结

第六章总结

致 谢

参考文献

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摘要

该文研究了多孔硅在多晶硅的减反射、钝化、吸杂这三方面的特性,进一步制备了多孔硅太阳电池,并对其相关的特性做了系统的研究.首先,该文采用传统的化学法制备多孔硅,利用稳态光电导衰减法(QSSPCD)、红外吸收光谱(IR)、扫描电镜、反射谱等手段对多孔硅的性质进行了深入地研究.在减反射方面,与沉积减反射膜和传统的表面织构化相比,多孔硅制备简单并且解决了传统的织构化手段无法解决的由多晶硅的多种晶向而造成的各向异性腐蚀的问题.而且,在多晶硅上制备多孔硅能大幅度地降低多晶硅的反射率,能使平均反射率降低到7%以下.在吸杂方面,单独的多孔硅对多晶硅吸杂的效果紧次于多孔硅和磷的结合吸杂,但是从工艺的角度看,多孔硅吸杂工艺简单、易操作、成本低.其次,该文用自对准技术制备了多孔硅太阳电池,通过测量太阳电池的I-Ⅴ曲线和光谱响应等发现多孔硅的确在一定程度上改善了太阳电池的性能,使太阳电池效率由原来的8.01%提高到14.73%,增益达到32.5%.第三,在制备多孔硅太阳电池的过程当中,存在一个比较显著的问题——不稳定性.针对这一问题进行了一系列的存放实验,发现多孔硅的不稳定性不但影响硅材料而且进一步影响了多孔硅太阳电池.

著录项

  • 作者

    朱琳;

  • 作者单位

    北京交通大学;

  • 授予单位 北京交通大学;
  • 学科 光学
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 徐叙瑢,徐征;
  • 年度 2004
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 太阳能电池;
  • 关键词

    多孔硅; 多晶硅; 太阳电池;

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