【摘要】：太陽能電池光伏發(fā)電是解決全球能源危機和環(huán)境污染問題的重要途徑，其中近90%采用的是硅片太陽能電池。金剛石線鋸切割技術近年來開始應用于晶體硅片的切割生產，與現行主流的碳化硅磨料砂漿線切割技術相比，它具有切割速率高、環(huán)境負荷小、硅片表面機械損傷小、硅鋸屑少且易回收、硅片的彎曲度和總厚度偏差小等優(yōu)點，已在單晶硅片的切割生產上得到應用，但是對于占中國光伏主導地位的多晶硅片，金剛石線鋸切割技術的產業(yè)化尚存在突出障礙：金剛石切割多晶硅片難于沿用現行酸性濕法制絨技術制備減反射絨面，硅片表面反射率偏高，切割紋難以去除。 本文針對金剛石切割多晶硅片難于沿用現行酸性濕法制絨技術制備減反射絨面、以及切割紋難以去除的問題，研究了金剛石切割多晶硅片的表面性質，并在此基礎上開展了金剛石切割多晶硅片制絨方法研究，取得如下主要研究結果與結論： 1.金剛石切割硅片表面反射率，在可見光范圍內，比砂漿切割硅片高3~5%；其粗糙度比砂漿切割硅片低~20%。金剛石切割硅片表面存在兩種尺度的切割紋：由鋸絲往復運動形成的周期~0.5mm的亞毫米尺度的往復紋，及由金剛石顆�？虅澰斐傻膶挾仍�0.2~5μm的微米尺度的劃痕。金剛石線鋸切割硅片的表面由塑性光滑劃痕區(qū)、劃痕間粗糙交界區(qū)、脆性崩裂坑三種區(qū)域組成，其中光滑區(qū)占整個硅片表面積的~33%，其表面形成非晶硅薄層。 2.金剛石切割多晶硅片在從富HNO3到富HF配比范圍的HF-HNO3-H2O酸混合溶液中刻蝕制絨，其反射率均不能使降低到現行行業(yè)標準，不能滿足太陽電池生產要求，并且也不能去除硅片表面切割紋。 3.采用堿性濕法刻蝕預處理金剛石切割多晶硅片，對接近（001）取向的晶粒表面有良好制絨效果，而且微觀劃痕和宏觀往復紋均能夠被徹底去除。但對其它取向晶粒則無此效果。 4.采用涂覆一層表面保護性有機薄膜再進行酸性濕法刻蝕以增強其局部選擇性的方法，對減輕金剛石切割多晶硅片切割紋有一定效果，光反射率也有所降低。 5.采用基于HF-HNO3-H2O酸混合溶液與硅料反應產生腐蝕性氣體噴射刻蝕硅片的反應法氣相刻蝕，可在金剛石切割多晶硅片表面制備微米級蝕坑絨面，使其光反射率降低到約19%，同時完全去除切割紋。 6.采用基于加熱蒸發(fā)HF-HNO3-H2O酸混合溶液產生腐蝕性氣體噴射刻蝕硅片的熱蒸法氣相刻蝕，可在金剛石切割多晶硅片表面制備亞微米級二次蝕坑絨面，使其光反射率降低到約12%，同時完全去除切割紋。 7.反應法氣相刻蝕過程呈拋物線性動力學特征；而熱蒸法氣相刻蝕過程呈線性動力學特性。
【圖文】：

第一章 緒論1.1 光伏產業(yè)發(fā)展現狀及晶硅光伏技術的主導地位從圖 1.1 可以看到，全世界能源消耗，主要以石油、煤、水力發(fā)電、核能、天然氣組成，其中極少部分為可再生能源。隨著世界人口激增、經濟迅猛發(fā)展，能源消耗呈逐年增長的態(tài)勢[1]，能源需求與傳統(tǒng)化石能源存量越來越少及開采運輸越來越難、成本越來越高之間存在矛盾，導致除了非洲世界上所有其他地區(qū)的主要能源消耗的平均增長在 2012 年均低于 1.8 %。石油仍是全世界最主要的能源，2012 年消耗的石油占全部消耗能源的 33.1 %，但這個數據是 13 年來，市場的最低占有率；可再生能源所占比重很低，僅 1.9 %，盡管如此，已經實現了可再生能源從無到有的質的突破。分析這些數據，可以看出，世界各國皆對可再生能源傾注了更多的心血。

相比光化學與光熱技術，光電技術具有清潔、無污染，，可與傳統(tǒng)電力并網傳輸，可儲存，使用形式多樣等優(yōu)勢，促使光伏產業(yè)飛速發(fā)展。如圖 1.2 所示為世界各國及地區(qū)自 2005 年到 2012 年每年的光伏生產量，可以看到，在過去的近十年，全世界各國及地區(qū)光伏產業(yè)發(fā)展及其迅猛，其中中國的光伏組件年產量增長最為突出。圖 1.2 世界各國及地區(qū)自 2005 年到 2012 年每年的光伏生產量(GW)[3]Fig. 1.2 PV annual productions of countries and regions on the world from 2005 to 2012(GW)[3]圖1.3為世界各國及地區(qū)自2005年到2013年每年的光伏組件安裝量(GWP)，可以看到，世界各國各地區(qū)光伏組件每年的安裝量均呈上升趨勢。盡管如此，
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM914.4;TQ127.2

【參考文獻】

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本文編號：2549926