北京單晶硅異質(zhì)結(jié)薄膜

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-03-03

異質(zhì)結(jié)電池為對(duì)稱(chēng)的雙面結(jié)構(gòu),主要由 N 型單晶硅片襯底、正面和背面的本征/摻雜非晶硅薄膜層、雙面的透明導(dǎo)電氧化薄膜(TCO) 層和金屬電極構(gòu)成。其中,本征非晶硅層起到表面鈍化作用,P型摻雜非晶硅層為發(fā)射層,N 型摻雜非晶硅層起到背場(chǎng)作用。HJT電池轉(zhuǎn)換效率高,拓展?jié)摿Υ?,工藝?jiǎn)單并且降本路線清晰,契合了光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)律,是有潛力的下一代電池技術(shù)。HJT電池為對(duì)稱(chēng)的雙面結(jié)構(gòu),主要由 N 型單晶硅片襯底、正面和背面的本征/摻雜非晶硅薄膜層、雙面的透明導(dǎo)電氧化薄膜(TCO) 層和金屬電極構(gòu)成。其中,本征非晶硅層起到表面鈍化作用,P型摻雜非晶硅層為發(fā)射層,N 型摻雜非晶硅層起到背場(chǎng)作用。光伏異質(zhì)結(jié)結(jié)合了晶體硅和非晶硅的優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了低成本、高效率的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換。北京單晶硅異質(zhì)結(jié)薄膜

北京單晶硅異質(zhì)結(jié)薄膜,異質(zhì)結(jié)

HJT電池生產(chǎn)流程,HJT電池生產(chǎn)設(shè)備,制絨清洗的主要目的。1去除硅片表面的污染和損傷層;2利用KOH腐蝕液對(duì)n型硅片進(jìn)行各項(xiàng)異性腐蝕,將Si(100)晶面腐蝕為Si(111)晶面的四方椎體結(jié)構(gòu)(“金字塔結(jié)構(gòu)”),即在硅片表面形成絨面,可將硅片表面反射率降低至12.5%以下,從而產(chǎn)生更多的光生載流子;3形成潔凈硅片表面,由于HJT電池中硅片襯底表面直接為異質(zhì)結(jié)界面的一部分,避免不潔凈引進(jìn)的缺陷和雜質(zhì)而帶來(lái)的結(jié)界面處載流子的復(fù)合。堿溶液濃度較低時(shí),單晶硅的(100)與(111)晶面的腐蝕速度差別比較明顯,速度的比值被稱(chēng)為各向異性因子(anisotropicfactorAF);因此改變堿溶液的濃度及溫度,可以有效地改變AF,使得在不同方向上的速度不同,在硅片表面形成密集分布的“金字塔”結(jié)構(gòu)的減反射絨面;在制絨工序,絨面大小為主要指標(biāo),一般可通過(guò)添加劑的選擇、工藝配比的變化、工藝溫度及工藝時(shí)間等來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。杭州新型異質(zhì)結(jié)PECVD光伏異質(zhì)結(jié)在建筑、農(nóng)業(yè)、交通等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,為綠色能源的發(fā)展提供了有力支持。

異質(zhì)結(jié)電池的清洗制絨:在沉積a-Si:H之前的晶圓清洗有兩個(gè)作用。一個(gè)是去除晶圓表面的顆粒和金屬污染。另一個(gè)是用氫氣使表面上的懸空鍵部分鈍化。清潔是降低a-Si:H/c-Si界面狀態(tài)密度的關(guān)鍵步。不同清潔程序的效果可以通過(guò)測(cè)量清潔過(guò)的晶圓的載流子壽命來(lái)研究,這些晶圓已經(jīng)用相同的a-Si:H薄膜進(jìn)行了鈍化。在高質(zhì)量硅片的塊狀區(qū)域的載流子重組可以被認(rèn)為是可以忽略的,因此對(duì)載流子壽命的測(cè)量表明了表面重組,因此也表明了清潔過(guò)程的質(zhì)量。下圖顯示了在代爾夫特理工大學(xué)進(jìn)行的三種不同清洗方法的比較。在晶圓兩面沉積本征a-Si:H層之前,以三種不同的方式處理(100)取向的FZ c-Si晶圓。晶圓使用標(biāo)準(zhǔn)的RCA清洗,第二個(gè)晶圓使用涉及濃硝酸的標(biāo)準(zhǔn)DIMES清洗程序進(jìn)行清洗。所有三個(gè)晶圓都被浸泡在HF中,以去除原生氧化層,這是對(duì)第三個(gè)晶圓進(jìn)行的處理。在預(yù)處理之后,在晶圓的兩面都沉積了120納米厚的本征a-Si:H層,每次運(yùn)行都使用相同的沉積條件。使用Sinton壽命測(cè)試器測(cè)量載流子壽命,以評(píng)估鈍化質(zhì)量。使用標(biāo)準(zhǔn)RCA工藝清潔的晶圓載流子壽命,因此鈍化效果也。只接受HF浸漬處理的晶圓觀察到的載流子壽命。

光伏異質(zhì)結(jié)是一種由不同材料組成的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)。它由兩種或更多種不同的半導(dǎo)體材料組成,其中一種是p型半導(dǎo)體,另一種是n型半導(dǎo)體。這兩種半導(dǎo)體材料的電子結(jié)構(gòu)不同,因此它們的導(dǎo)電性質(zhì)也不同。在光伏異質(zhì)結(jié)中,p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間形成了一個(gè)pn結(jié),這是一個(gè)具有特殊電學(xué)性質(zhì)的界面。當(dāng)光線照射到光伏異質(zhì)結(jié)上時(shí),光子會(huì)被吸收并激發(fā)出電子和空穴。由于pn結(jié)的存在,電子和空穴會(huì)被分離,電子會(huì)向n型半導(dǎo)體移動(dòng),空穴會(huì)向p型半導(dǎo)體移動(dòng)。這種電子和空穴的分離會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差,從而產(chǎn)生電流。這就是光伏異質(zhì)結(jié)的工作原理。光伏異質(zhì)結(jié)具有高效率、長(zhǎng)壽命、低成本等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池、太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能電池組等領(lǐng)域。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,光伏異質(zhì)結(jié)的效率和性能將不斷提高,為太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供更多的可能性。光伏異質(zhì)結(jié)的制造工藝不斷優(yōu)化,降低了生產(chǎn)成本,提高了產(chǎn)量和良品率。

光伏異質(zhì)結(jié)是一種利用半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)。其原理是基于半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu)和PN結(jié)的特性。半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu)是指在晶體中,電子的能量分布情況。在半導(dǎo)體中,有一個(gè)價(jià)帶和一個(gè)導(dǎo)帶,兩者之間存在一個(gè)能隙。當(dāng)光子能量大于等于這個(gè)能隙時(shí),光子就可以激發(fā)價(jià)帶中的電子躍遷到導(dǎo)帶中,形成自由電子和空穴。這個(gè)過(guò)程就是光電效應(yīng)。PN結(jié)是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的結(jié)構(gòu)。在PN結(jié)中,P型半導(dǎo)體中的空穴和N型半導(dǎo)體中的自由電子會(huì)在結(jié)界面處發(fā)生復(fù)合,形成電子-空穴對(duì)。這個(gè)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差,形成電場(chǎng),使得電子和空穴在結(jié)界面處被分離,形成電勢(shì)差。光伏異質(zhì)結(jié)就是將半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu)和PN結(jié)的特性結(jié)合起來(lái),形成一個(gè)異質(zhì)結(jié)。在光伏異質(zhì)結(jié)中,P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的結(jié)界面處形成了一個(gè)電勢(shì)差,使得光子激發(fā)的電子和空穴被分離,形成電勢(shì)差。這個(gè)電勢(shì)差可以被收集,形成電流,從而將光能轉(zhuǎn)化為電能??傊?,光伏異質(zhì)結(jié)的原理是基于半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu)和PN結(jié)的特性,利用光子激發(fā)電子和空穴的光電效應(yīng),形成電勢(shì)差,將光能轉(zhuǎn)化為電能。光伏異質(zhì)結(jié)的制造過(guò)程中,非晶硅層可以作為掩膜,提高電池的抗反射性能,從而提高光電轉(zhuǎn)換效率。自動(dòng)化異質(zhì)結(jié)吸雜設(shè)備

光伏異質(zhì)結(jié)的制造工藝包括薄膜沉積、熱處理、光刻等步驟,具有靈活性高、可定制化的優(yōu)點(diǎn)。北京單晶硅異質(zhì)結(jié)薄膜

異質(zhì)結(jié)電池整線生產(chǎn)設(shè)備,l在擴(kuò)散的過(guò)程中,pn結(jié)p區(qū)一側(cè)出現(xiàn)負(fù)電荷區(qū),n區(qū)一側(cè)出現(xiàn)正電荷區(qū),其形成空間電荷區(qū),在空間內(nèi)部形成內(nèi)建電場(chǎng),載流子做漂移運(yùn)動(dòng),阻礙電子與空穴的擴(kuò)散,達(dá)到平衡,能帶停止相對(duì)移動(dòng),p區(qū)能帶相對(duì)于n區(qū)上移,n區(qū)能帶相對(duì)于p區(qū)下移,pn結(jié)的費(fèi)米能級(jí)處處相等,即載流子的擴(kuò)散電流和漂移電流相互抵消;pn結(jié)勢(shì)壘區(qū)存在較強(qiáng)的內(nèi)建電場(chǎng)(自n區(qū)指向p區(qū)),則p區(qū)的電子進(jìn)入n區(qū),n區(qū)的空穴進(jìn)入p區(qū),使p端電勢(shì)升高,n端電勢(shì)降低,在pn結(jié)兩端產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì),即為PN結(jié)的光生伏應(yīng)。同理,由于光照在PN結(jié)兩端產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì),即在PN結(jié)兩端加上正向偏壓V,則產(chǎn)生正向電流IF,在PN結(jié)開(kāi)路時(shí),光生電流等于正向電流,PN結(jié)兩端建立起穩(wěn)定的電勢(shì)差VOC,即光電池的開(kāi)路電壓,這就是光電池的基本原理。北京單晶硅異質(zhì)結(jié)薄膜