【摘要】：目前,由于相對(duì)較高的光電轉(zhuǎn)化效率和相對(duì)較成熟的制造技術(shù),晶硅太陽(yáng)能電池占據(jù)光伏市場(chǎng)的主導(dǎo)位置。但是硅的折射率超過(guò)40%,照射到硅表面的大部分光被反射掉了,導(dǎo)致太陽(yáng)光不能被很好的吸收而降低太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率。因此,降低硅片表面的光反射對(duì)于提高晶體硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率是非常重要的。本文設(shè)計(jì)利用液相沉積的方法在多晶硅表面沉積SiO_2減反射膜來(lái)降低其表面對(duì)太陽(yáng)光的反射,通過(guò)增加進(jìn)入電池內(nèi)部的光通量來(lái)提高多晶硅電池的光電轉(zhuǎn)化效率。研究了液相沉積SiO_2薄膜的減反射性能及鈍化性能,優(yōu)化薄膜沉沉積條件,創(chuàng)建了提高多晶硅電池效率的途徑,取得的主要成果如下:(1)優(yōu)選出氟硅酸沉積體系,研究氟硅酸濃度對(duì)薄膜沉積速率、薄膜表面結(jié)構(gòu)均勻性、薄膜厚度及減反射性能的影響,建立了可控的液相沉積SiO_2薄膜的定量方法。(2)研究了多晶硅片表面沉積二氧化硅薄膜的減反射特性。明確表明液相沉積二氧化硅薄膜在可見(jiàn)光區(qū)具有很好減反射性能。(3)研究?jī)?yōu)化硼酸液相沉積反應(yīng)促反應(yīng)劑及其臨界促進(jìn)特性。研究多晶硅表面硼酸促進(jìn)沉積特性及其增加氟硅酸水解速度行為,提高并控制二氧化硅薄膜沉積速率,成功制備30nm以下SiO_2薄膜。研究了氟硅酸臨界濃度,建立了硼酸濃度和SiO_2薄膜沉積速率定量關(guān)系,建立了以硼酸濃度調(diào)控薄膜沉積速率方法。(4)研究液相沉積SiO_2薄膜結(jié)構(gòu)及性能的表征方法。采用X射線衍射、X射線光電子能譜、EDS能譜、拉曼光譜和紅外光譜等方法對(duì)薄膜性能進(jìn)行研究,研究表明,所沉積二氧化硅薄膜具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性和在800~?C高溫條件下保持其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的性能。對(duì)薄膜的折射率、反射率和少數(shù)載流子壽命等性能進(jìn)行表征表明,所制備的SiO_2薄膜具有良好的減反射性能和表面鈍化性能。(5)創(chuàng)制出液相沉積SiO_2薄膜及SiN/SiO_2雙層膜的多晶硅太陽(yáng)能電池減反射膜體系。制備了分別利用液相沉積SiO_2薄膜和SiN/SiO_2雙層膜作為減反射膜的多晶硅電池,研究發(fā)現(xiàn),利用SiN/SiO_2雙層膜作為減反射膜的多晶電池效率最高可達(dá)16.67%,并且平均電池效率均在15%上。總之,所制備二氧化硅薄膜具有良好的減反射性能與鈍化性能,而利用SiN/SiO_2雙層膜作為減反射膜的多晶硅太陽(yáng)能電池性能良好,具有較高的穩(wěn)定性與實(shí)用性。
【圖文】：

第 2 章 文獻(xiàn)綜述 太陽(yáng)能電池利用現(xiàn)狀太陽(yáng)能電池是利用太陽(yáng)能非常重要的手段之一，具有廣闊的發(fā)展前景，池生產(chǎn)和制造技術(shù)是目前世界各國(guó)都在大力發(fā)展的可再生能源技術(shù)之一，太陽(yáng)能電池技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，2010 年之前的十年時(shí)間，太陽(yáng)能均增長(zhǎng)率達(dá)到了 48%，最近的 5 年時(shí)間，平均每年都會(huì)有 55.2%的增長(zhǎng)9 年，，全世界太陽(yáng)能電池的產(chǎn)量為 1066 萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng) 35%，中國(guó)大陸太陽(yáng)能電池產(chǎn)量占據(jù)了世界總產(chǎn)量的 48.7%，位于世界首位，與此同時(shí)，美和日本也是世界上太陽(yáng)能電池的產(chǎn)量大國(guó)[11]。圖 2.1 為 2000 年以來(lái)全球電裝機(jī)容量統(tǒng)計(jì)圖[12]。

第2 章 文獻(xiàn)綜述陽(yáng)能電池工作原理能電池是在有太陽(yáng)光照射的條件下，直接將光能轉(zhuǎn)化為電能的陽(yáng)能電池的工作原理利用的是 p-n 節(jié)的光生伏特效應(yīng)[31]。在 P面再制備一層 N 型或者 P 型半導(dǎo)體,形成 p-n 結(jié)[32]。當(dāng)太陽(yáng)光時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，產(chǎn)生的電子空穴對(duì)會(huì)向半導(dǎo)體兩端電場(chǎng)的作用下，會(huì)產(chǎn)生光生電勢(shì)，在電池的兩端加上負(fù)載之后生電流產(chǎn)生，稱為光生伏特效應(yīng),是太陽(yáng)電池的工作原理[33]。電池串聯(lián)或者并聯(lián)在一起，就會(huì)組成大型的太陽(yáng)發(fā)電裝置，在就可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的光伏發(fā)電。所以提高硅基底對(duì)太陽(yáng)光的吸太陽(yáng)光的反射率，是一種行之有效的提高電池效率的方法[34]。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM914.41

【參考文獻(xiàn)】

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2 陳和生;孫振亞;邵景昌;;八種不同來(lái)源二氧化硅的紅外光譜特征研究[J];硅酸鹽通報(bào);2011年04期

3 王磊;;LED節(jié)能燈結(jié)合太陽(yáng)能引領(lǐng)綠色照明[J];中國(guó)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督;2011年07期

4 余瓊衛(wèi);馮鈺

本文編號(hào)：2593906