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绒面结构如何影响黑硅太阳能电池电性能?

绒面结构如何影响黑硅太阳能电池电性能?

本文摘要:取得线性规划的绒面是提升多晶硅太阳能电池切换效率的关键。本研究使用等离子体水龙头离子注入法顺利制取出有具备有所不同绒面结构的多晶白硅。 利用原子力显微镜(AFM)、分光光度计和量子效率测试仪分别对黑硅的表面结构、反射率和内量子效率展开了分析研究。研究结果表明,用于有所不同制绒条件在黑硅表面构成的纳米级小山峰的平均值高度为150-600nm。随着小山峰高度的减少,在波长范围为300nm-1100nm的区域内其反射率不会减少,内量子效率(IQE)也不会随之减少。

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取得线性规划的绒面是提升多晶硅太阳能电池切换效率的关键。本研究使用等离子体水龙头离子注入法顺利制取出有具备有所不同绒面结构的多晶白硅。

利用原子力显微镜(AFM)、分光光度计和量子效率测试仪分别对黑硅的表面结构、反射率和内量子效率展开了分析研究。研究结果表明,用于有所不同制绒条件在黑硅表面构成的纳米级小山峰的平均值高度为150-600nm。随着小山峰高度的减少,在波长范围为300nm-1100nm的区域内其反射率不会减少,内量子效率(IQE)也不会随之减少。几个条件中拟合的绒面小山峰高度为300nm,电池效率为15.99%,短路电流密度为34mA/cm2。

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  1章节  众所周知,由于大气和硅片接触面折射率的忽然变化,除去机械受损层后的硅片表面反射率高达40%。减少硅片表面反射率减少光吸收是提升多晶硅太阳能电池切换效率的一个最重要方向。

在硅片表面沉积具备过渡性折射率的减半反射层(如SiNx)是一种可以有效地减半光线的方法,但表面制绒是一种更加平稳和有效地的减半光线方法。在工业化生产中,单晶硅利用各向异性生锈在碱液中制绒,硅片表面构成金字塔状结构可以有效地减少硅片表面的反射率。但是多晶硅晶向点状,各向同性,无法在碱液中制绒,而是在酸溶液中制绒。多晶硅酸制绒后反射率在25%左右,反射光损失依然相当大。

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  为了更进一步减少多晶硅片表面的反射率,人们尝试和研究了很多种制绒方法。在硅片表面制取纳米结构,有效地减少了反射率,硅片看起来是黑色的,被称作白硅。Terres等人用于飞秒激光器顺利制取出有白硅并检验了其切换效率比非制绒硅电池效率高。


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