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本文分析了太陽(yáng)能電池制作時(shí)使用的工藝參數(shù)對(duì)效率的相互關(guān)系，太陽(yáng)能電池制造中使用的工藝包括紋理、興奮劑、防反光膜、金屬形成和燒結(jié)等，分析了各工序中的參數(shù)對(duì)效率的影響，對(duì)于紋理工藝，通過調(diào)整NaOH、IPA的比例來(lái)調(diào)整金字塔尺寸，金字塔越小，反射率就越低，如果以此為基礎(chǔ)構(gòu)建單元，光吸收量就越大，產(chǎn)生的電流就越大，另外，光產(chǎn)生的載體增加會(huì)導(dǎo)致開路電壓增加。
本實(shí)驗(yàn)采用太陽(yáng)能電池Si基板，蝕刻溶液采用NaOH、IPA（C3H7OH）及H2O加入，以NaOH為基礎(chǔ)的表面紋理，由于水溶液大部分是超純水，因此硅的表面張力較大，因此IPA用于改善表面張力較低的表面熔深。 此外，IPA的OH-離子在表面與Si反應(yīng)，欲形成SiO2，從而消除了H2泡，在70度到80度之間，IPA揮發(fā)，如果不定期補(bǔ)充，表面紋理的均勻性就會(huì)下降，反射率就會(huì)提高。
首先用SOD法將液源涂敷在硅膠表面，轉(zhuǎn)速3000rpm，旋轉(zhuǎn)時(shí)間30秒，通過旋轉(zhuǎn)將液源涂勻后在200℃干燥10分鐘，之后利用快速處理(RTP)系統(tǒng)將附著在表面的源擴(kuò)散到晶片內(nèi)，通過這個(gè)過程在太陽(yáng)能電池上形成埃米，興奮劑時(shí)熱處理溫度及時(shí)間調(diào)節(jié)成為重要變量。 為此，在本研究的埃米形成中，將興奮劑時(shí)熱處理的溫度控制在700~750℃，工藝時(shí)間控制在1~20min，找到了面電阻形成50Ω/-的條件，在（圖3-1）中展示了RTP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 擴(kuò)散后在基板表面形成的PSG層在10%HF溶液中去除1分鐘；
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圖3-1 RTP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
利用興奮劑層與非興奮劑層部分的蝕刻速度差形成了落差，然后用掃描電鏡(SEM)進(jìn)行了分析，蝕刻溶液在HF:HNO3:CH3COOH=1m L:100m L:25m L溶液中蝕刻5秒，蝕刻的形式與（圖3-2）相同，只有了被動(dòng)層，才能在頂面也阻止蝕刻，形成精確的落差，通過這種蝕刻法進(jìn)行興奮劑深度觀察，只能確定大致的數(shù)值，而不是精確的測(cè)量方法，好處是便宜，分析速度快，本論文利用選擇性蝕刻方法對(duì)不同興奮劑條件下的興奮劑深度進(jìn)行了分析。
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圖3-2通過選擇性蝕刻的興奮劑端差形成圖解圖
使用的晶片采用厚度為200um，比電阻為1.57-2.48 cm，并沿（100）方向生長(zhǎng)的單晶晶片，如（圖4-1）所示，未進(jìn)行任何處理的晶片具有26%的反射率，在生長(zhǎng)鑄錠和切割鑄錠制成晶片時(shí)，由于切割方式的不同，表面形貌會(huì)產(chǎn)生差異，本研究采用金剛石鋼絲切割晶圓，給出了單晶硅基片SEM照片，從SEM照片可以看出，與傳統(tǒng)漿狀切割的晶片相比，晶片表面不均勻，落差嚴(yán)重，這可能會(huì)在紋理工藝中形成金字塔結(jié)構(gòu)時(shí)出現(xiàn)問題，進(jìn)而會(huì)在打印屏幕打印機(jī)時(shí)對(duì)電極形狀造成問題。
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圖4-1
通過紋理、興奮劑、防反射膜、電極形成、燒結(jié)的優(yōu)化來(lái)制造太陽(yáng)能電池，并分析了各工序中參數(shù)對(duì)效率的影響，用不同金字塔大小的試樣制備了細(xì)胞，由于金字塔的尺寸較小，反射率較小，分析了不同興奮劑條件下的效率變化，在形成50Ω/-的興奮劑條件下，低溫?zé)崽幚頃r(shí)間越長(zhǎng)，興奮劑深度越深，高溫?zé)崽幚頃r(shí)間越短，興奮劑深度越薄。這通過選擇性蝕刻和SIMS進(jìn)行了分析，之后在抗反射膜沉積后載波壽命測(cè)定時(shí)，確認(rèn)熱處理越長(zhǎng)，載波壽命越長(zhǎng)，因此，確定了如果用單元制作，載波壽命長(zhǎng)的樣品會(huì)提高開路電壓、電流密度和效率。 通過探討各種工藝參數(shù)對(duì)效率的影響，證實(shí)了興奮劑時(shí)如果進(jìn)行過短的時(shí)間擴(kuò)散工藝，會(huì)導(dǎo)致表面多芬濃度過高，導(dǎo)致載波壽命下降。 因此，在服用興奮劑時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行擴(kuò)散工序，既增加興奮劑深度，又調(diào)整興奮劑配置文件，這有助于提高載波者壽命，但是對(duì)效率的影響是微弱的，因此在批量生產(chǎn)時(shí)選擇工藝時(shí)間短的方向比較有利。