单晶硅、多晶硅太阳电池电性能一致性分析

单晶硅、多晶硅太阳电池电性能一致性分析

晶体硅太阳电池近年来得到了广泛的应用由于其制造艺上的不同，可分为单晶硅、多晶硅两种结构。

多晶硅材料是由许多具有不同晶向的小颗粒单晶硅组成。在小颗粒的单晶晶粒内部硅原子呈周期性有序排列。

多晶硅与单晶硅的主要区别是不同晶向的单晶晶粒间存在晶粒问界，所谓的晶粒间界是指晶粒间的过渡区．结构复杂，硅原子呈无序排列，存在着能在禁带中引入深能级缺陷的杂质。一方面，作为界面态耗尽了晶界附近的载流子，形成具有一定宽度的耗尽层和势垒 ：另一方面，作为复合中心俘获电子和空穴。晶界势垒阻碍载流子的传输 ，又增大了串联电阻，对填充因子不利。晶界的复合损失减低了收集几率，对开路电压和短路电流不利，从而影响太阳电池的转换效率 ：经过对太阳电池的长期研究表明，对多晶硅的晶粒问界进行氢钝化 ，可改善少数载流子寿命和 P N结的性质 。当氢原子注入密度达 5 x 1 0 ~ ／ c m 时，会降低晶粒问界复合中心的作用．生产出与单晶硅太阳电池光电转换效率相近的多晶硅太阳电池。这种体内氢钝化可通过 P E C VD在生长 S i N 减反射膜时引入氢原子， 经 过高温烧 结实现对 多晶硅太 阳电池 体内钝化 [ 3 1 。P E C V D产生等离子体源 的方法有射频 ( R F ) 、 。 甚高频( VHF )和微波 ( MW)等 ，只有表面沉积速度快 、沉积均匀和表面损伤小 ，才能实现高效多晶硅太阳电池的批量 化生产。多晶硅太阳能电池的竞争力近年来超越单晶硅太阳电池，主要有以下几点原因[ 2 1 ：f 1 ) 晶体硅生长技术与设备 的进步。大型 ( 大于2 4 0 k g 1的 晶锭增 加 了生 产能 力 ，减 少能源 的消耗 。比起单晶，多晶更适合用较低纯度的原材料 。晶锭与坩埚尺寸趋向标准化 ，有助于凝铸技术的推广。近年来 ，在原有晶体硅生长方法的基础上 ，诞 生了热交换法( HE M1和电磁浇铸 ( E MC 1方法 ，可以制造出高质量的多 晶硅材料 。( 2 1氧化硅减反射膜的普遍采用 。除了具有减反射的功能外，氧化硅膜内的氢原子对硅片表面和体内具 有 良好 的钝化作 用 。氧化 硅膜 比传 统 的氧化 钛( T i O2 )减反射膜稳定。( 3 1 多晶硅太阳电池是 比较标准的正方形 ，与准方形的单晶硅太阳电池相 比，5英寸与 6英寸的多晶太阳电池在成本与模板封装密度上更有优势。( 4 1 多线 切 割工 艺被普 遍采 用 ，生产 自动化程度提高。相对传统的内圆切割，多线锯的产量高 ，切割损失小 ．对硅片表面的损伤小，同时可以获得 比较薄的硅片。