發(fā)布時(shí)間：2020-06-13 14:02

【摘要】：隨著太陽(yáng)能這一清潔能源的快速發(fā)展,對(duì)高光電轉(zhuǎn)化效率的太陽(yáng)能電池需求逐漸增大。然而,太陽(yáng)能電池生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜,且為多層結(jié)構(gòu),不同結(jié)構(gòu)中的缺陷產(chǎn)生原因也不盡相同。暗場(chǎng)鎖相熱成像技術(shù)(Dark Lock-in Thermography,DLIT)目前已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)對(duì)微電子器件表層底層缺陷的分離,研究DLIT方法分辨太陽(yáng)能電池不同深度缺陷,對(duì)于明確缺陷產(chǎn)生的物理機(jī)制,改進(jìn)制造工藝有著重要意義。本文首先分析了硅太陽(yáng)能電池?zé)釗p耗機(jī)制,將太陽(yáng)能電池內(nèi)部缺陷等效為周期性振蕩的熱源,結(jié)合太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu),根據(jù)熱傳導(dǎo)方程及各種邊界條件及組合建立了缺陷熱波源數(shù)學(xué)模型,計(jì)算了缺陷熱波源熱轉(zhuǎn)換函數(shù)以及點(diǎn)、線(xiàn)擴(kuò)散函數(shù),明確了內(nèi)部缺陷對(duì)電池表面溫度信號(hào)的作用。利用該模型對(duì)太陽(yáng)能電池缺陷熱波擴(kuò)散行為進(jìn)行研究,對(duì)相關(guān)現(xiàn)象進(jìn)行了闡述和總結(jié)。基于以上研究,提出了缺陷深度分辨反卷積策略,通過(guò)仿真分析驗(yàn)證了該方法的可行性。其次,基于暗場(chǎng)鎖相熱成像原理以及深度分辨反卷積方法,研制了硅太陽(yáng)能電池缺陷深度分辨DLIT試驗(yàn)系統(tǒng),開(kāi)發(fā)DLIT成像軟件和缺陷深度分辨軟件,實(shí)現(xiàn)了軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。為后續(xù)實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。最后,制備不同尺度(形狀、尺寸、深度)缺陷的單晶硅太陽(yáng)能電池刻劃樣件和質(zhì)子輻照樣件。試驗(yàn)分析了相關(guān)實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)DLIT成像信噪比的影響規(guī)律,為后續(xù)試驗(yàn)選擇最優(yōu)的參數(shù),保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。對(duì)以上樣件進(jìn)行DLIT深度分辨成像試驗(yàn),結(jié)果表明,深度分辨反卷積策略可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同深度缺陷的準(zhǔn)確分離,獲取缺陷深度信息,分辨率達(dá)到了1μm。
【圖文】：

e）工藝污染 f）材料缺陷 g）表面漏電 h）缺口圖 1-2 太陽(yáng)能電池片典型缺陷[4-8]太陽(yáng)能電池為多層結(jié)構(gòu)，其在深度方向上分為減反層、n 區(qū)、pn 結(jié)、p 區(qū)以及部電極等結(jié)構(gòu)（如圖 1-3 所示為單晶硅太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)示意圖），不同結(jié)構(gòu)中缺產(chǎn)生的原因也不盡相同，因此太陽(yáng)能電池缺陷的精準(zhǔn)層析有著重要的研究意義據(jù)這些信息可以推斷出缺陷產(chǎn)生的原因，從而對(duì)太陽(yáng)能電池片的制造工藝進(jìn)行進(jìn)、提高太陽(yáng)能電池片的效率，提高整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)的制造水平。因此對(duì)于太陽(yáng)能池檢測(cè)技術(shù)的研究顯得格外重要。減反層 柵極背部電極n區(qū)p區(qū)pn結(jié)圖 1-3 單晶硅太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)示意圖.2 太陽(yáng)能電池缺陷檢測(cè)方法

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文缺陷區(qū)域的發(fā)光強(qiáng)度就響應(yīng)減弱，，缺陷就顯現(xiàn)出行，如圖 1-5 所示為電致發(fā)光檢測(cè)技術(shù)裝置圖光，可根據(jù)圖像上的發(fā)光強(qiáng)弱判斷缺陷存在有無(wú)結(jié)果也是太陽(yáng)能電池厚度方向上的積分，同樣也不能得到缺陷的深度信息。濾波片CCD相機(jī)太陽(yáng)能電池
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)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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本文編號(hào)：2711284