本文選題：四甲基氫氧化銨 + 制絨　； 參考：《河北工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：硅異質(zhì)結(jié)(SHJ)太陽電池以其低溫制備、低成本、高轉(zhuǎn)換效率和高穩(wěn)定性,成為近年來太陽電池研究的熱點(diǎn)。硅片表面制絨可增強(qiáng)光吸收,減少太陽光的反射,提高太陽電池效率。目前較為常見的制絨方法大多采用無機(jī)堿NaOH/KOH制絨、硅酸鈉制絨,碳酸鈉/碳酸氫鈉制絨等,這些制絨方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝成熟,價(jià)格低廉。缺點(diǎn)是易引入Na、K金屬離子污染。而四甲基氫氧化銨(TMAH)是一種有機(jī)堿,無害,高各向異性選擇比,無金屬離子污染的試劑。本文利用有機(jī)堿-四甲基氫氧化銨(TMAH)制絨,優(yōu)化了硅片的光學(xué)特性、電學(xué)性能和硅片表面形貌,找出了適合異質(zhì)結(jié)太陽電池的硅片襯底工藝參數(shù)。主要的研究如下:(1)用酸或堿刻蝕切割片,去除硅片表面損傷層后,用同樣條件制絨,研究初始硅片形貌對(duì)硅片絨面和后續(xù)鈍化的硅片的少子壽命的影響。利用高濃度堿液去除硅片表面損傷層,獲得平整、缺陷少的平面。制絨后的金字塔布滿表面,均勻獨(dú)立,有利于反射的降低和硅片的鈍化。利用混酸去除硅片表面損傷層,獲得凹凸的溝壑表面,制絨后的金字塔未布滿表面,有較多缺陷,不利于反射率的降低和后續(xù)鈍化效果。(2)采用TMAH對(duì)硅單晶進(jìn)行高效制絨。分別控制TMAH濃度、溶液溫度、腐蝕時(shí)間和異丙醇(IPA)濃度進(jìn)行硅片制絨,研究這些參數(shù)對(duì)絨面效果和襯底陷光特性的影響,從而得到優(yōu)化的TMAH制絨的條件,并將優(yōu)化后的襯底應(yīng)用到硅異質(zhì)結(jié)(SHJ)太陽電池上,改善電池性能,使電池效率由14.4%提高到17.8%。(3)在優(yōu)化的絨面金字塔條件下,采用金屬輔助化學(xué)刻蝕(MACE)的方法在金字塔上制備出了納米線結(jié)構(gòu),得到雙層(金字塔/納米線)陷光結(jié)構(gòu),進(jìn)一步增強(qiáng)襯底的陷光特性,使得硅片襯底的反射率降到5%以下,同時(shí)分析了不同刻蝕時(shí)間雙層陷光結(jié)構(gòu)的特性,并將其應(yīng)用到硅異質(zhì)結(jié)太陽電池中。
[Abstract]:Silicon heterojunction SHJ solar cells have become a hot research area in recent years due to their low temperature fabrication, low cost, high conversion efficiency and high stability. The surface velvet of silicon wafer can enhance the absorption of light, reduce the reflection of sunlight and improve the efficiency of solar cells. At present, the most common methods are inorganic base NaOH / Koh, sodium silicate, sodium carbonate / sodium bicarbonate, etc. The advantages of these methods are that the process is mature and the price is low. The drawback is that it is easy to introduce NaOK metal ion pollution. Tetramethylammonium hydroxide (TMAH) is a kind of organic alkali, harmless, high anisotropic selective ratio and free of metal ion contamination. By using organic alkali-tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH), the optical properties, electrical properties and surface morphology of silicon wafers were optimized, and the technological parameters of wafer substrates suitable for heterojunction solar cells were found out. The main results are as follows: (1) the effect of initial wafer morphology on the minority carrier lifetime of silicon wafer and passivated silicon wafer was studied by etching the cut slice with acid or alkali, removing the damage layer on the surface of silicon wafer, and making velvet under the same conditions. The surface damage layer of silicon wafer was removed by high concentration alkali solution, and a flat plane with less defects was obtained. The pile-made pyramid is covered with a uniform and independent surface, which is conducive to the reduction of reflection and passivation of the silicon wafer. The surface damage layer of silicon wafer was removed by mixed acid, and the concave and convex groove surface was obtained. The pyramids after making pile were not covered with the surface, and there were many defects, which was not conducive to the reduction of reflectance and the passivation effect. 2) TMAH was used to make high efficiency velvet of silicon single crystal. TMAH concentration, solution temperature, corrosion time and IPA-isopropanol concentration were respectively controlled to prepare the velvet on silicon wafer. The effects of these parameters on the surface effect and substrate trapping characteristics were studied, and the optimized conditions of TMAH velvet making were obtained. The optimized substrate was applied to the silicon heterojunction SHJ solar cells to improve the performance of the cells, and the efficiency of the cells was increased from 14.4% to 17.88%. The nanowire structure was prepared on the pyramid by metal assisted chemical etching (MACEE) method, and the double layer (pyramid / nanowire) trapping structure was obtained, which further enhanced the trapping characteristics of the substrate and reduced the reflectivity of the silicon substrate to less than 5%. At the same time, the characteristics of double-layer trapping structure with different etching time are analyzed and applied to silicon heterojunction solar cells.
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM914.4

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本文編號(hào)：2026337