面對化石能源瀕臨枯竭以及環(huán)境污染的局面,人們開始把目光轉(zhuǎn)向風能、地熱能以及太陽能等潔凈的新型可再生能源。其中,太陽能的利用方式之一是太陽能電池,而晶硅太陽能電池因其高的光電轉(zhuǎn)換效率以及成熟的市場等優(yōu)勢得到了大力發(fā)展。對于晶硅太陽能電池而言,正面銀漿料是其中重要的一部分,玻璃粉又在銀漿料中飾演著重要的角色。本論文主要介紹了多晶硅太陽能電池正面銀漿料用無鉛玻璃粉的制備,并研究了無鉛玻璃粉對多晶硅太陽能電池光電性能的影響。本文主要研究了兩種改性后的無鉛玻璃粉:1.無鉛銀摻雜玻璃粉。分別采用溶膠-凝膠法和熔融淬火法制備了無鉛銀摻雜玻璃粉與未進行銀摻雜的常規(guī)玻璃粉,對比分析用這四種玻璃粉制作的多晶硅太陽能電池的光電性能。主要對溶膠-凝膠法制備的無鉛銀摻雜玻璃粉進行測試分析。N2吸附-比表面積測試表明與熔融淬火法相比,溶膠-凝膠法制備的無鉛銀摻雜玻璃粉具有更大的比表面積和更小的平均孔徑,而這會促進正面接觸金屬化。觀察玻璃漿料燒結(jié)后的硅片橫截面發(fā)現(xiàn)在玻璃層存在一層小的銀晶顆粒。將所制備的玻璃粉與實驗室制備的銀粉以及有機載體充分混合,制成正銀漿料,并制成多晶硅太陽能電池。分析了四種玻璃粉對晶硅太陽能電... 

【文章來源】：西北大學陜西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

世界能源發(fā)展趨勢[4]

第一章緒論3圖1.2晶硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)模型圖晶硅太陽能電池的主要分成單晶硅和多晶硅太陽能電池，本文主要研究的是多晶硅太陽能電池。首先，在p型硅的表面用POCl3進行磷擴散，生成n型發(fā)射極，而上面的n型區(qū)與下層的p型硅相結(jié)合形成作為晶硅太陽能電池主體結(jié)構(gòu)的p-n結(jié)。為防止太陽光在照射到硅片表面上時產(chǎn)生過多反射，需要在n型區(qū)表層鍍上一層氮化硅(SiNx)減反射膜，也被稱為ARC層[15-17]。然后通過絲網(wǎng)印刷使正面銀漿料在電池片表面形成前電極銀柵線，以及背面印刷鋁背場，最后經(jīng)過高溫燒結(jié)制成晶硅太陽能電池。1.3.2晶硅太陽能電池的基本工作機理晶硅太陽能電池的工作機理簡單來說就是p-n結(jié)內(nèi)部生成的載流子發(fā)生相對運動生成電流，再通過前電極將電流導出。由于本征半導體沒有雜質(zhì)和晶格缺陷，所以導致其導電性差、載流子少以及溫度穩(wěn)定性不好而不能直接用于工業(yè)生產(chǎn)。需要將其它類型的雜質(zhì)摻入到本征半導體中，生成n型和p型半導體[18]。如圖1.3(a)所示，在硅基底摻入磷原子后會替代其中的硅原子，相互之間生成共價鍵，由于磷原子為5價，硅原子為4價，就會多出一個價電子，在外界作用下，多出的電子就變成自由電子被稱為多數(shù)載流子，一般使用第ⅤA族元素對材料進行摻雜形成n型半導體。圖1.3(b)顯示的是p型半導體的形成，當進行硼原子摻雜時，硼原子也會替代硅原子并形成共價鍵，而硼原子最外圍只有3個價電子，所以就會多出一個空穴被稱為少數(shù)載流子，通常采用第ⅢA族元素對材料進行摻雜生成p型半導體[19]。圖1.3(a)n型硅生成過程(b)p型硅生成過程[20]背電極PN前電極表面減反射

西北大學碩士畢業(yè)論文4半導體的導電是因為內(nèi)部的電子和空穴的定向運動，隨著溫度升高，在低溫時被雜質(zhì)原子束縛著的多余電子會因為吸收能量而由低能態(tài)躍遷到高能態(tài)，變成自由導帶電子或自由價帶空穴，這一過程不斷的進行，不斷地產(chǎn)生載流子，然而載流子也會由高能態(tài)躍遷到低能態(tài)上。這一現(xiàn)象被稱為載流子的復合[21]。在一定穩(wěn)定的狀態(tài)下，載流子達到平衡。該過程示意圖如圖1.4所示。圖1.4載流子相對運動示意圖[22]當n型和p型半導體相互結(jié)合后會形成p-n結(jié)時，由于濃度差的存在，電子會從高濃度的n型半導體向低濃度的p型半導體擴散，而空穴則會由p區(qū)擴散到n區(qū)，這樣就會在p-n結(jié)內(nèi)部生成一個由n區(qū)到p區(qū)的內(nèi)建電場，而由于內(nèi)建電場的作用，載流子將會進行漂移運動(與擴散運動方向相反)。最后兩種運動到達均衡，p-n結(jié)會處在一種熱平衡狀態(tài)[23]。如圖1.5所示。圖1.5熱平衡狀態(tài)的p-n結(jié)[24]半導體器件中的p-n結(jié)具有光伏效應，而晶硅太陽能電池就是運用光伏效應將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的設備。當太陽光照射在晶硅太陽能電池上時，在p-n結(jié)內(nèi)會生成非平衡載流子的電子-空穴對。前面已經(jīng)分析過，當電子和空穴吸收能量會進行擴散與漂移運動，生成和內(nèi)建電場電勢相反方向的光生電場，也就相當于p區(qū)是正極，n區(qū)是負極，當接通外電路時，會形成由p區(qū)流向n區(qū)的電流[25]。圖1.6形象的顯示了晶硅太陽能電池的工作機理。漂移運動擴散運動

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本文編號：3212014