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【干货】单晶硅与多晶硅电池衰减特性研讨ag88环亚娱乐

2018-09-10 09:43

  【干货】单晶硅与多晶硅电池衰减特性研讨

  侧重研讨直拉单晶硅电池及铸锭多晶硅电池衰减的差异,以及导致差异构成的原因。结果表明,该差异的构成首要受B-O 复合体、碳含量、分凝系数及金属离子的影响。

  导言

  太阳电池和发电技能的大面积推行,对传统化石燃料发电技能构成了强壮冲击,在动力日益干涸和环境污染日趋加重的今日,其研讨备受重视。太阳电池依照所用资料的差异,首要分为硅资料电池、半导体化合物电池、有机化合物电池,以及近年来研讨活泼的钙钛矿电池。其间,硅资料电池中的晶体硅电池又分为单晶硅和多晶硅电池两大类,占有了90%左右的市场份额[1]。众所周知,单晶硅电池光致衰减(LID)一直是困扰职业的一大难题,特别是近年来新开发和产业化的钝化发射极和部分背触摸(PERC)电池,其LID值更是高达3%~5%;但是同为p型多晶硅电池的LID却一直较低。相同的掺硼电池,不同的晶体生长方法终究导致不同的LID值。本文侧重研讨LID的影响要素,以及不同晶体生长方法对LID值的影响。

  1、LID的影响要素

  影响LID的要素为:1)硼氧(B-O)复合体。B-O复合体是影响LID的首要要素之一,LID值与B浓度成正比,与O浓度平方成正比[2]。2)晶体内部碳(C)含量。高浓度的C对B-O复合体存在抑制作用[3]。3)分凝系数。氧在硅中的分凝系数为1.25,因而关于直拉单晶硅来说,头部的O含量相对较高,尾部相对较低;而关于铸锭多晶硅来说,底部先凝结,则O浓度最高;顶部后凝结,则O浓度最低。4)硼铁(Fe-B)对的分化-复合模型。Fe-B对分化成Fe和B,高能级的Fe复合中心使硅片遭到Fe污染,然后引起电池功能下降。

  2、实验规划

  2.1实验仪器

  硅片C/O含量、少子寿数,以及硅片厚度等参数别离选用Nicolet8700傅立叶红外(FT-IR)光谱仪、德国SemilabWT-1000少子寿数测验仪、上海星纳MS203晶片多功能参数检测仪进行测验;电池光照处理选用上海太阳能工程技能研讨中心HS1610C热斑耐久实验装置;光照前后的电池功能参数丈量选用德国H.A.L.M高精度I-V丈量体系;选用中导光电设备有限公司的FL-01一体机进行硅片的光致发光(PL)和电池的电致发光(EL)丈量。

  2.2实验样品及处理

  样品收集相同电阻率(1~3Ω)的铸锭多晶硅(MC-Si)及直拉单晶硅(CZ-Si),测验其质料硅片各项参数并作相应记载;然后将样品通过相同电池加工工艺处理后,别离选取10片电池片,

  选用热斑耐久实验箱进行光照处理,光照强度1000W/m2,时刻5h;选用相同体系丈量光照后的电池功能参数,核算光照过程中衰减份额。

  3、结果与剖析

  硅片各项参数对应光致衰减值见表1,其间,衰减1和衰减2代表同一条件下电池衰减的两次测验。由表1可知,相同电阻率的MC-Si及CZ-Si衰减的差异首要来源于O浓度和C浓度的改变。因为MC-Si铸锭过程中选用的是陶瓷坩埚,其首要化学成分SiO2(99%)、Al2O3(0.5%)、GaO(0.5%)和Si3N4涂层;而CZ-Si拉晶过程中选用石英玻璃坩埚,其首要化学成分是单一高纯度的SiO2(100%),而且选用高纯SiO2作为涂层资料[4]。

光伏

  陶瓷坩埚自身的SiO2含量较石英玻璃坩埚偏低,而且Si3N4涂层中O含量较高纯SiO2涂层偏低,然后导致多晶硅较单晶硅O含量显着偏低;此外,B-O复合体是影响LID的首要要素之一,LID值跟B浓度成正比,与O浓度平方成正比[2];所以说,多晶硅O含量偏低是导致多晶硅电池衰减偏低的首要原因(如图1所示)。

  其次是碳含量,碳的分凝系数以及拉晶和铸锭过程中的热场散布的不同,形成MC-Si中C含量显着高于CZ-Si,而高浓度的C对B-O复合体存在抑制作用[3]。这也是导致多晶硅电池衰减低于单晶硅电池的原因之一如图2所示。别的,影响LID的要素还有分凝系数,O在硅中的分凝系数为1.25,ag88环亚娱乐!关于CZ-Si来说,拉晶过程中头部先凝结,因而头部O含量最高;跟着熔体的削减,坩埚奉献的溶解O的浓度再次添加,受熔体对流的影响,晶体中O浓度后期再次升高;整个晶体中O浓度出现接连改变的曲线联系,称之为轴向O曲线[5]。而关于MC-Si来说,底部先凝结,O浓度最高;顶部最终凝结,O浓度最低。

光伏

  MC-Si相比较CZ-Si晶界以及缺点较多,针对缺点是否会形成LID的差异这一问题,咱们进行了研讨,结果表明,缺点对LID影响不大。这与王朋[6]等对关于MC-Si中缺点对LID的影响研讨结果相吻合。