【摘要】：晶體硅太陽(yáng)電池是極具發(fā)展前景的太陽(yáng)能獲取途徑,在低成本及高效率兩大發(fā)展主題下,金剛石線鋸切割技術(shù)已淘汰砂漿線鋸切割技術(shù),逐漸完全占據(jù)晶體硅電池的硅片切割市場(chǎng)。而由于切割方式導(dǎo)致的硅片表面特性差異,金剛石線鋸切割多晶硅片在常規(guī)濕法酸制絨中難以制備得到低反射率的均勻絨面,并且無(wú)法有效去除切割紋。針對(duì)此制絨障礙,本課題組前期研發(fā)出基于氫氟酸-硝酸混酸蒸氣冷凝酸液滴進(jìn)行刻蝕作用的微液滴刻蝕制絨方法(簡(jiǎn)稱(chēng)MDE制絨),對(duì)金剛線切割硅片具有良好的制絨效果,可有效解決上述問(wèn)題,而本文針對(duì)MDE制絨機(jī)理進(jìn)行了更深入的實(shí)驗(yàn)研究,有以下發(fā)現(xiàn):1.濕法制絨中HNO_3-HF-H_2O混酸系統(tǒng)無(wú)法在拋光硅片表面刻蝕得到織構(gòu)絨面,而MDE制絨可在拋光硅片表面刻蝕得到粗糙絨面。常規(guī)濕法酸刻蝕所得的硅片絨面應(yīng)來(lái)源于由硅片表面機(jī)械損傷導(dǎo)致的酸液差異化腐蝕攻擊。2.液滴刻蝕硅片時(shí)在液滴內(nèi)部硅片處于固-液兩相環(huán)境,而在邊緣處硅片處于固-液-氣三相交界環(huán)境。硅片在液滴內(nèi)部的腐蝕情況與濕法腐蝕中類(lèi)似,但其在邊緣三相線界面區(qū)處的反應(yīng)速度快于中心區(qū)域,在一定條件下可被刻蝕得到比中心腐蝕平面更深的腐蝕溝壑,并伴隨酸液濃度及硅片溫度的升高同步加深。在微液滴刻蝕制絨中,邊緣位置的優(yōu)先攻擊可在硅片表面刻蝕得到密集分布的“W”形腐蝕坑。微液滴制絨方法的生產(chǎn)應(yīng)用尚有待專(zhuān)用產(chǎn)線設(shè)備的開(kāi)發(fā)。故在不改變常規(guī)工業(yè)化濕法酸制絨制絨設(shè)備與工序的前提下,本文研究了金剛線切割硅片的退火預(yù)處理方法,有效改善其常規(guī)濕法制絨效果,有以下結(jié)論:1.硅片在400℃以上溫度退火1h后,在濕法酸制絨10s時(shí),表面腐蝕得到“小孔”特征形貌,隨退火溫度的升高,“小孔”數(shù)量增多,分布也更加密集。2.至制絨后期“小孔”特征形貌演變?yōu)榇罅棵芗植嫉膱A形或近圓形蝕坑,可有效改善硅片制絨后表面腐蝕坑的密度及均勻性,降低光反射率,并顯著提升電池效率。
【圖文】：

身處 21 世紀(jì)這個(gè)有著空前繁榮的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的時(shí)代，能源與環(huán)境成為了人類(lèi)社會(huì)發(fā)展進(jìn)步的必要條件與重要基礎(chǔ)。然而，大量化石能源的消耗利用雖然創(chuàng)造出了輝煌的物質(zhì)文明，但其過(guò)度利用也導(dǎo)致了人類(lèi)賴(lài)以生存的地球環(huán)境持續(xù)惡化。同時(shí)由于化石能源的不可再生性，其在地球上儲(chǔ)量有限并且逐漸消耗殆盡，人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展受到了嚴(yán)重的影響與制約。面對(duì)環(huán)境惡化以及資源枯竭難題，能源的可持續(xù)利用則成為了當(dāng)下世界發(fā)展的重要主題。太陽(yáng)能就是一種真正綠色環(huán)保的能源，并且體量巨大、分布廣泛，是人類(lèi)最理想的清潔能源之一。能夠到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射約有 85×1012kw，相當(dāng)于全世界平均發(fā)電功率的幾十萬(wàn)倍，太陽(yáng)照射在地球表面僅一個(gè)小時(shí)的能量就可以滿足全球一整年的用電需求[1]。對(duì)太陽(yáng)能的利用可依據(jù)原理與技術(shù)的不同大致分為兩類(lèi)，，一類(lèi)為光熱技術(shù)，其主要原理是將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為熱能并加以利用，例如常見(jiàn)的太陽(yáng)能熱水器。另一類(lèi)為光伏技術(shù)，通過(guò)光生伏特效應(yīng)直接將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為電能，而電力是全球能源主體利用形式，故太陽(yáng)能光伏技術(shù)可以說(shuō)是最簡(jiǎn)單、最清潔、最具發(fā)展前景的綠色能源利用方式。

這是太陽(yáng)能光伏電池領(lǐng)域發(fā)展歷程中的一個(gè)里程碑。經(jīng)過(guò)六十多年的發(fā)展，如今太陽(yáng)能電池種類(lèi)繁多，不斷地出現(xiàn)各類(lèi)新型光伏電池技術(shù)，且光電轉(zhuǎn)換效率均有了極大的提升，至 2018 年，單晶硅太陽(yáng)能電池最高效率已達(dá) 26.1%，圖 1.2 展示了直至 2018 年各類(lèi)太陽(yáng)能光伏電池所能達(dá)到的最高效率。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TM914.41

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2 杜虎明;;全自動(dòng)制絨導(dǎo)片機(jī)產(chǎn)能提升分析[J];電子工業(yè)專(zhuān)用設(shè)備;2017年02期

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本文編號(hào)：2675584