光電池的制備方法與應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計(jì)論文word格式-文庫(kù)吧資料
2025-01-24 14:13本頁(yè)面
【正文】 子溶入到金屬電極材料里，之后又幾乎同時(shí)冷卻形 成再結(jié)晶層，這個(gè)再結(jié)晶層是較完美單晶硅的晶格點(diǎn)陣結(jié) 構(gòu)。如果外延層內(nèi)含有足夠量的與原先晶體材料導(dǎo) 電類型相同雜質(zhì)成份，就獲得了用合金法工藝形成的歐姆接觸；如果 再結(jié)晶層內(nèi)含有足夠量的與原先晶體材料導(dǎo)電類型異型的雜質(zhì)成份， 這就獲得了用合金法工藝形成PN結(jié)。溶入的單晶硅原子數(shù)目決定 于合金溫度和電極材料的體積，燒結(jié)合金溫度愈高，電極金屬材料體 積愈大，則溶入的硅原子數(shù)目也愈多，這時(shí)狀態(tài)被稱為晶體電極金屬 的合金系統(tǒng)。當(dāng)電極金屬材料和半導(dǎo)體單晶硅在溫度達(dá)到共晶溫度時(shí)，單晶硅原子按相圖以一 定的比例量溶入到熔融的合金電極材料。 共燒形成金屬接觸 晶體硅太陽(yáng)電池要通過(guò)三次印刷金屬漿料，傳統(tǒng)工藝要用二次燒結(jié)才能形成良好的帶有金屬電極歐姆接觸，共燒工藝只需一次燒結(jié)， 同時(shí)形成上下電極的歐姆接觸，是高效晶體硅太陽(yáng)能電池的一項(xiàng)重要 關(guān)鍵工藝。經(jīng)驗(yàn)顯示，用PECVD SiN作為減反膜的單晶硅太陽(yáng)電 池效率高于傳統(tǒng)的APCVD TiO2作減反膜單晶硅太陽(yáng)電池。隨著PECVD在多晶硅太陽(yáng)電池成功,引起人們將PECVD用于單晶 硅太陽(yáng)電池作表面鈍化的愿望。 TiO2減反射膜是用APCVD設(shè)備生長(zhǎng)的,它通過(guò)鈦酸異丙脂 與純水產(chǎn)生水解反應(yīng)來(lái)生長(zhǎng)TiO2薄膜。還有如果沒(méi)有這層SiN,直接淀積TiO2薄膜,硅表面 會(huì)出現(xiàn)陷阱型的滯后現(xiàn)象導(dǎo)致太陽(yáng)電池短路電流衰減,一般 會(huì)衰減8%左右,從而降低光電轉(zhuǎn)換效率。 SiN鈍化與APCVD淀積TiO2先期的地面用高效單晶硅太陽(yáng)電池一般采用鈍化發(fā)射區(qū)太陽(yáng)電池(PESC)工藝。擴(kuò)散條件為880186。目前大型的太陽(yáng)能廠家一般用8吋硅片擴(kuò)散爐、石英管口徑達(dá)270mm，可以擴(kuò)散156156（mm）的硅片。經(jīng)計(jì)算可知還有11%的二次反射光可能 進(jìn)行第三次反射和折射，%。 絨面反射率當(dāng)一束強(qiáng)度為E0的光投射到圖中的A點(diǎn)，產(chǎn)生反射光Φ1和進(jìn) 入硅中的折射光Φ2。可 提高單晶硅太陽(yáng)電池的短路電 流，從而提高太陽(yáng)電池的光電 轉(zhuǎn)換效率。當(dāng)各向異性因子10時(shí)（所謂各向異性因子就是（100）面與（111）面單 晶硅腐蝕速率之比），可以得 到整齊均勻的金字塔形的角錐體組成的絨面。常州天和光能和 ％，常州盛世太陽(yáng)能公司有90 ％％以上。最后用框 架和裝材料進(jìn)行封裝，組成各種大小不同太陽(yáng)電池陣列。然后采用絲網(wǎng) 印刷法，用精配好的銀漿印在硅片上做成柵線，經(jīng)過(guò)燒 結(jié)，同時(shí)制成背電極，并在有柵線的面涂覆減反射膜 ，單 晶硅太陽(yáng)電池的單體片就制成了。3 光電池的制造制造太陽(yáng)電池片，首先要對(duì)經(jīng)過(guò)清洗的硅片，在高溫石英管擴(kuò)散爐對(duì)硅片表面作擴(kuò)散摻雜，一般摻雜物為微量的 硼、磷、銻等。打開(kāi)HeNe激光器，正射到硅光電池上，測(cè)量不同負(fù)載電阻值下的電流和電壓值，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列于表二表二 電阻與硅光電池的輸出功率關(guān)系表電阻R/電流 I/mA電壓 U/V功率P/w100150198225249271300324350376398426448473500550599653699根據(jù)表二的數(shù)據(jù)，以電阻為橫坐標(biāo)，輸出功率為縱坐標(biāo)，作電阻和輸出功率的關(guān)系曲線，如圖所示：硅光電池的負(fù)載曲線由表二的數(shù)據(jù)及圖7的負(fù)載曲線可以看出,當(dāng)電阻為550時(shí),硅光電池有最大輸出功率，由于在實(shí)驗(yàn)中，R＝550之后的測(cè)量點(diǎn)太少，使到曲線的峰值不是很明顯。 表一 硅光電池的光譜響應(yīng)特性讀數(shù)/對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)λ/A光電流/格光電流123平均值I/ 623560405860571055655440532552205115501549254840468544874365426040804040 根據(jù)表一的數(shù)據(jù)，以光波波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，光電路強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，作硅光電池的光譜響應(yīng)特性曲線，如圖所示從硅光電池的光譜響應(yīng)特性曲線可以看出，光電流在波長(zhǎng)4000A到6200A的范圍內(nèi)，是隨著波長(zhǎng)的增長(zhǎng)而逐漸的變大。在進(jìn)行測(cè)量前，檢查光電流是否大小適當(dāng)，不要超過(guò)檢流計(jì)的量程。 （12V），并把發(fā)光燈絲對(duì)焦成像在單色議的狹縫上面使硅光電池接受的光電流不要超過(guò)檢流計(jì)的刻度。圖c 硅光電池溫度特性（1－開(kāi)路電壓 2－短路電流） 硅光電池的特性研究實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)儀器：實(shí)驗(yàn)用具：電位差計(jì)、硅光電池（2DR65型，面積Φ=15nm2，光強(qiáng)100mW/cm2,溫度為20℃時(shí)，開(kāi)路電壓大于500mV，短路電流為31~55mA，~），光源，聚光透鏡，檢流計(jì)，濾色片，偏振片，開(kāi)關(guān)等。 圖c為硅光電池的溫度特性曲線，圖中可以看出硅光電池開(kāi)路電壓隨溫度上升而明顯下降，短路電流隨溫度上升卻是緩慢增加的。 圖b 硅光電池光譜特性 硅光電池的溫度特性 硅光電池的開(kāi)路電壓、短路電流隨溫度變化的曲線表征了它的溫度特性。 硅光電池的光譜特性 在入射光能量保持一定的情況下，短路電流與不同的入射光頻率（波長(zhǎng)）之間的關(guān)系稱為光電池的光譜特性。從理論上可以推導(dǎo)出硅光電池的內(nèi)阻等于開(kāi)路電壓除以短路電流。當(dāng)負(fù)載電阻取某一值時(shí)，其輸出功率最大，這稱為最佳匹配，此時(shí)所用的電阻稱為最佳匹配電阻。 圖a硅光電池的光電特性（ 1－開(kāi)路電壓特性曲線 2－短路電流特性曲線） 硅光電池的負(fù)載特性?硅光電池的伏安特性與最佳匹配。圖a為硅光電池的開(kāi)路電壓曲線和短路電流曲線，其中曲線1是負(fù)載電阻無(wú)窮大時(shí)的開(kāi)路電壓特性曲線，曲線2是負(fù)載電阻相對(duì)于光電池內(nèi)阻很小時(shí)的短路電流特性曲線。
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