太陽能電池材料精彩試題復(fù)習(xí)

1、復(fù)習(xí)大綱1. 鋁背場的作用： 減少少數(shù)載流子在背面復(fù)合的概率； 作為背面的金屬電極； 提高電池的開路電壓； 提高太陽電池的收集效率； 降低電池的反向飽和暗電流和背表面復(fù) 合速率；制作良好的歐姆接觸。2. 簡述晶體硅的制備工藝過程？ 答：晶體硅太陽電池的制備工藝： p 型硅片 -清洗制絨 -擴散制結(jié)（p-n結(jié)）-去周邊層-去PSG （磷硅玻璃）-鍍減反射膜-印刷電 極-高溫?zé)Y(jié) -檢測-分選 -入庫包裝。3. 太陽能的利用形式：光化學(xué)轉(zhuǎn)化、太陽能光熱轉(zhuǎn)化和太陽能光 電轉(zhuǎn)化。4. 太陽能電池理論效率最高為 75% 。5. 太陽常數(shù)：是指大氣層外垂直于太線的平面上，單位時間、單位面積所接受的太陽能輻

2、射。 也就是說， 在日地平均距離的條件 下，在地球大氣上界，垂直于光線 1 Cm沖勺面積上，在1分所接 受的太陽能輻射能量；為（1 3 6 7 +|7）W/m。6. 太陽能能量轉(zhuǎn)換方式主要分為光化學(xué)轉(zhuǎn)化、太陽能光熱轉(zhuǎn)化和太陽能光電轉(zhuǎn)化三種方式。7. P-N結(jié)的形成原理。答：P型和N型半導(dǎo)體都呈電中性；P型半導(dǎo)體的多子是空穴；N型半導(dǎo)體的多子是電子;當(dāng)P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體連接在一起時，由于PN結(jié)中不同區(qū)域的載流子分布存在濃度梯度，P型半導(dǎo)體材料中過剩的空穴 通過擴散作用流動至N型半導(dǎo)體材料；同理，N型半導(dǎo)體材料中過剩的電子通過擴散作用流動至P型半導(dǎo)體材料。電子或空穴離開雜質(zhì)原子后，該固定在晶格

3、的雜質(zhì)原子被電離，因此在結(jié)區(qū)周圍建立起了一個電場，以阻止電子或空穴的上述擴散流動， 該電 場所在的區(qū)域及耗盡區(qū)或者空間電荷區(qū)，故而稱為PN結(jié)。如圖所示：在交界面，由于擴散運動，經(jīng)過復(fù)合 ，出現(xiàn)空間電荷區(qū)。8. P-N結(jié)半導(dǎo)體光生伏特效應(yīng)的原理。答：在半導(dǎo)體被光照射、產(chǎn)生光傳導(dǎo)現(xiàn)象時，如果由光產(chǎn)生的載流子在不同位置具有不均一性，或者由于PN結(jié)產(chǎn)生了部載流子的話，就因擴散或者漂移效應(yīng)而引起電子和空穴密度分布不平 衡，從而產(chǎn)生電力， 這一現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng) （ photovoltaic effect ） .9. 太陽能電池的主要參數(shù)是短路電流、 開路電壓、 填充因子和光 電轉(zhuǎn)換效率。10. 太陽能

4、電池的寄生電阻是指串聯(lián)電阻 Rs 和并聯(lián)電阻 Rsh；（1）串聯(lián)電阻 Rs 主要包括半導(dǎo)體部的體電阻、電極用的金屬 與半導(dǎo)體表面層之間的接觸電阻、 電極用的金屬本身的電阻和器 件部及外部線路互相連接的引線接觸電阻；并聯(lián)電阻 Rsh 主要包括來自非理想的 PN 結(jié)和 PN 結(jié)附近的雜 質(zhì)，會引起 PN 結(jié)部分短路， 特別是太陽能電池的邊緣部分漏電 現(xiàn)象，會使 Rsh 值減小。11. 簡述制絨的定義、目的、原理、作用以及工藝流程； 答：1.制絨的定義： 制絨是利用硅的各向異性腐蝕的特性在表面 刻出類似于金字塔 （單晶硅 sc-si） 或者是蜂窩狀 （多晶硅 mc-si） 的結(jié)構(gòu)。? 2. 目的：為

5、了在硅片上獲得絨面結(jié)構(gòu)，利用陷光原理，增 加光透性，減少光的反射，提高 ISC; 增加光的吸收率，去 除損傷層，增加PN結(jié)面積（PN結(jié)厚，VOC增加，Eg寬）。? 3. 原理：陷光原理。? 4. 絨面的作用： 減少了太的反射； 增加太在硅片部 的有效運動長度，就是增加了被吸收的機會。5. 工藝流程：（ 1）即先采用較高濃度的堿（ NaoH or KoH ）在 高溫條件下對單晶硅片進行短時間 “粗拋 ”以去除硅片在線切割 過程中形成的切割損傷。（2）漂洗（去離子水、超聲波）（3）再用低濃度的堿（ NaoH or KoH ）和異丙醇（ IPA ：其作 用是降低硅片表面力， 較少氣泡在硅片表面的粘附

6、， 是硅片的金 字塔更加均勻一致）的混合溶液對 （100）晶面的方向的單晶硅片 較長時間的各向異性腐蝕， 這樣可以在硅片表面形成類 “金字塔 ” 狀的絨面， 有效地增強了硅片表面對入射光的吸收， 從而提高光 生電流密度 Jsc。（4）HF 清洗（5）HCL 清洗12. 簡述堿制絨、酸制絨的原理；答：1 堿性制絨原理：? 1. 適用圍：單晶硅 SC-Si ；? 2. 組份： NaoH or KoH;? 3. 反應(yīng)式： 2NaoH+H2o+Si=Na2Sio3+2H2 or 2KoH+H2o+Si=K2Sio3+2H2.酸性制絨原理：? 2. 組份： HNO3 or HF? 1. 適用圍：多晶硅3

7、.Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2OSiO2+4HF=SiF4+2H2OSiF4+2HF=H2SiF613. 簡述表面織構(gòu)化；? 答：晶體硅在進行切片時，是硅片表面留下一層 10-20um 的損傷層，而在太陽電池制備時首先要利用化學(xué)腐蝕去除 損傷層，然后制備表面絨面機構(gòu)，若選擇擇優(yōu)化學(xué)腐蝕劑 就可以在硅片表面形成倒金字塔結(jié)構(gòu)，稱為絨面結(jié)構(gòu)，又 稱表面織構(gòu)化。14. PN 結(jié)的十一種叫法，分別是電子 -空穴結(jié)、復(fù)合層 | 區(qū)、阻 擋層、結(jié)電容、高阻區(qū)、耗盡層| 區(qū)、空間電荷層 | 區(qū)、勢壘電場、 | 自電場區(qū)。15. Rsh 叫部并聯(lián)電阻，分流電阻，泄露電阻，旁漏電阻16. 三氯氧磷

8、擴散的原理：P0CL3高溫下，分解成 PCL5 PCL5進一步分解成P2O5并放出CL2, P2O5淀積在硅片表面與硅反應(yīng)生成 SI02 和磷原子，并在表面形成一層磷硅玻璃，然后磷原子再向硅中擴散，形成 N型。17. 絲網(wǎng)印刷的工藝三步驟：背Ag,背Al,正Ago18. 磷擴散的工藝： 氣態(tài)磷擴散、 固態(tài)磷擴散和液態(tài)磷擴散等形式。19. 減反射膜的基本原理： 利用光在減反射膜上、 下表面反射所產(chǎn)生的光程差， 使得兩束反射光干涉想消， 從而減弱反射， 增加 透射。20. 減反射層薄膜材料要求：透光性好對光吸收系數(shù)良好的耐化學(xué)腐蝕性良好的硅片粘結(jié)性良好的導(dǎo)電性能21在實際晶體硅太陽電池工藝中，常用

9、的減反射層材料有TiO2、SnO2 SiO2、SiNx、ITO （納米銦錫金屬氧化物 ）和MgF2 等，其厚度一般在 60-100nm 左右。22. 常用的減反射膜制備方法： 化學(xué)氣相沉積 （ CVD） 等離 子化學(xué)氣相沉積（PECVD噴涂熱解濺射蒸發(fā)23. 硅材料的禁帶寬度 Eg=1.12ev 間接帶隙材料鍺材料的禁帶寬度 Eg=0.67ev 間接帶隙材料磷化銦材料的禁帶寬度Eg=1.35ev 直接帶隙材料砷化鎵材料的禁帶寬度Eg=1.43ev 直接帶隙材料銻化鎘材料的禁帶寬度Eg=1.45ev 直接帶隙材料硫化鎘材料的禁帶寬度Eg=2.4ev 直接帶隙材料銅銦鎵錫材料的禁帶寬度 Eg=1.

10、04ev 直接帶隙材料 銅銦鎵硫材料的禁帶寬度 Eg=1.50ev 直接帶隙材料24 硅材料有多種晶體形式，包括單晶硅、多晶硅和非晶硅25.單晶硅熔煉方法包括區(qū)熔單晶硅FZ和直拉單晶硅CZ。26. 單晶硅片的一般制作流程：高純多晶硅原料熔化f種晶f縮頸f放肩f等徑f收尾f圓柱狀單晶硅f切斷、滾圓、切片、化學(xué)清洗f單晶硅片。27. 遷移率是指載流子在單位電場作用下的平均漂移速度， 即載 流子在電場作用下運動速度的量度，運動的越快，遷移率越大； 運動得慢，遷移率下。28. 硅共價鍵的鍵角是109 2829. 各種硅材料的優(yōu)缺點對比：直拉單晶硅： 優(yōu)點：電池效率高，工藝穩(wěn)定成熟； 缺點：成本相對較高

11、。薄膜非晶硅： 優(yōu)點：制作成本低 缺點：光電轉(zhuǎn)換率低，存在光致衰減行 為，穩(wěn)定性較差。鑄造多晶硅 優(yōu)點：成本相對較低，光電轉(zhuǎn)換效率較高 缺點：高密度的位錯、微缺陷和晶界，影響光電轉(zhuǎn)換效率。薄膜多晶硅： 優(yōu)點：潛在低成本，相對高效率 缺點：光電轉(zhuǎn)換效率低30. 金屬硅MG 95%-99% 太陽能級硅 SG 4N-6N 電子 級硅 EG 6N-11N3 1 .常見化學(xué)氣相沉積：LPCVD MOCVD RTCVD PCVD HWCVDPECVD APCVD32. 高純多晶硅的制備方法：三氯氫硅氫還原法 硅烷熱分解法 四氯化硅還原法33. 區(qū)熔單晶硅的制備過程：首先以高純多晶硅作為原料，制成棒狀，并將

12、多晶硅棒垂直固定；在多晶硅棒的下端放置具有一定 晶向的單晶硅，作為單晶生長的籽晶，其晶向一般為或（100）；然后在真空或氬氣等惰性氣體保護下， 利用高頻感應(yīng)線 圈加熱多晶硅棒，使多晶硅棒的部分區(qū)域形成熔區(qū)，并依靠熔區(qū) 的表面力保持多晶硅棒的平衡和晶體生長的順利進行。34. 區(qū)熔單晶硅中的碳和氧的濃度都低于紅外光譜的探測極限，分別為 1X 1016cm-3 和 5 x 1016cm-3。35. 直拉單晶硅的制備工藝一般工作流程：多晶硅的裝料-熔化 f種晶f縮頸f放肩f收尾36. 簡述分凝現(xiàn)象、分凝系數(shù)；（1 ）分凝現(xiàn)象:在結(jié)晶過程，濃度小的元素（作為雜質(zhì)）在濃度高的元素晶體及熔體中的濃度是不同的

13、，稱為分凝現(xiàn)象。37.單晶硅的電阻率p與摻雜濃度 cs的關(guān)系式:分凝系數(shù):“分凝系數(shù)”=（雜質(zhì)在固相中的溶解度）/（雜質(zhì)在液相中的溶解度）38. 大規(guī)模集成電路用單晶硅加工工藝流程：切斷（割斷）f滾圓f磨定位標(biāo)志f切片f倒角f研磨f腐蝕f熱處理f背面損 傷f拋光f清洗f檢驗f包裝39. 太陽電池用單晶硅加工工藝流程：切斷（割斷）f滾圓（切方塊）f切片f化學(xué)腐蝕40. 線切割的優(yōu)缺點：優(yōu)點： 效率高-每次切片250塊以上（1臺線切割機的產(chǎn)量=35臺圓 切割機的產(chǎn)量）； 耗材少-線切割的直徑只有180卩m； 切割應(yīng)力小，切割后表面損傷小。缺點： 硅片的平整度差； 設(shè)備相對昂貴，維修困難41.廠機械

14、損傷層、碎晶層位錯網(wǎng)絡(luò)區(qū)r彈性應(yīng)變區(qū)、42. 腐蝕效果的主要影響因素: 腐蝕液的類型 腐蝕液的配比 腐蝕溫度 是否攪拌 硅片放置的方式43. 直拉單晶硅中雜質(zhì)有哪些，來源、存在形式以及如何控制， 如何解決？答：雜質(zhì)：主要雜質(zhì)：碳，氧；其他雜質(zhì)：H、 N ； 金屬雜質(zhì):Cu,Co,Ni,M n,Fe,M n,Cr,Z n,Ti來源：O:晶體生長過程中石英干鍋的污染：C:多晶硅原料； 晶體生長爐的剩余氣體 石英坩堝與石墨加熱件的反應(yīng)H:是在器件加工過程中引入的， 主要用來鈍化金屬雜質(zhì)和缺陷。N:是在晶體生長階段加入的雜質(zhì)，對控制微缺陷和增加機械強 度有益。金屬雜質(zhì)：硅片滾圓、切片、倒角、磨片等制備

15、過程中，直接 與金屬工具接觸； 在硅片清洗或濕化學(xué)拋光過程中，使用不夠純的化學(xué)試劑； 在工藝過程中，使用不銹鋼等金屬設(shè)備。存在形式：O:氧可以與空位結(jié)合，形成微缺陷； 氧以團簇形成氧團簇，具有電學(xué)性能; 形成氧沉淀，引入誘生缺陷。 B-O復(fù)合體。C:間隙態(tài)金屬雜質(zhì)：間隙態(tài)、替位態(tài)、復(fù)合體存在。控制：0:采取精細的工藝和外加磁場加以控制。直拉單晶硅中的金屬雜質(zhì)的控制和去除方法:1. 減少加工中的污染 2. 化學(xué)腐蝕去除表面金屬； 3. 吸雜技術(shù) : 背面吸雜和吸雜44. 簡述吸雜，氧團簇，蒸氣壓，1. 團簇是由幾個乃至上千個原子、 分子或離子通過物理或化學(xué)結(jié) 合力組成的相對穩(wěn)定的微觀或亞微觀聚集

16、體， 其物理和化學(xué)性質(zhì) 隨所含的原子數(shù)目而變化。2. * “吸雜”: 吸雜是利用氧在熱處理時沉淀的性質(zhì)， 在晶體部產(chǎn) 生大量的氧沉淀， 同時形成位錯和層錯等缺陷， 以吸引金屬雜質(zhì) 沉淀。3. 在一定外界條件下，液體中的液態(tài)分子會蒸發(fā)為氣態(tài)分子， 同時氣態(tài)分子也會撞擊液面回歸到液態(tài)。 這是單組分系統(tǒng)分發(fā)生 的兩相變化， 一定時間后， 即可達到一個平衡。 氣態(tài)分子含量達 到最大值， 這些氣體分子對頁面產(chǎn)生的壓強稱為飽和蒸氣壓， 簡 稱為蒸氣壓45. 影響直拉單晶硅中的氧濃度的因素: 答:熔硅中的熱對流；熔硅與石英坩堝的接觸面積； 晶體生長時的機械強制對流； SiO自熔硅表面的蒸發(fā)； 氧與晶體中點缺

17、陷的作用。46. 在熔點附近的晶體硅中，氧的飽和固溶度約為2.75 X1018cm-3;直拉單晶硅中間隙氧的間隙圍是 （5-20 ） X 1017cm-3 圍.47. 影響單晶硅中氧沉淀形成、結(jié)構(gòu)、分布和狀態(tài)的因素： 初始氧濃度 熱處理的溫度 熱處理的時間 碳、氮及其他雜質(zhì)原子的濃度、 原始晶體硅的生長條件、 熱處 理氣氛、次序等。48. 直拉單晶硅在高溫形成氧沉淀時有三個階段： 氧沉淀少量形成，表現(xiàn)出一個孕育期； 氧沉淀快速增加； 氧沉淀增加緩慢，接近飽和。49直拉單晶硅中O C的分布情況；答：O頭高尾低；C:頭低尾高。50. 簡述熱施主及危害和措施；答：熱施主及危害：當(dāng)直拉單晶硅在 300

18、-500 C熱處理時，會 產(chǎn)生與氧相關(guān)的施主效應(yīng)，此時 n 型晶體硅的電阻率下降， p 型晶體硅的電阻率上升。 施主效應(yīng)嚴(yán)重時， 甚至能使 p 型晶體硅轉(zhuǎn) 化為 n 型晶體硅，這種與氧相關(guān)的施主被稱為 “ 熱施主 ”。措施：熱施主可以在 300-500 C圍生成，而450C是最有效的 熱施主生成溫度。一旦生成熱施主，可以在 550C以上的短時間 熱處理中予以消除，通常利用的熱施主消除溫度為 650 Co51. 影響熱施主的因素：溫度和初始氧濃度；措施：碳、氮會抑 制熱施主的生成，而氫會促進它的形成。52. 含氧的直拉單晶硅在 550-580 C熱處理時，還會生成新的與 氧有相關(guān)的施主，被稱為

19、“新施主 ”，53 根據(jù)氧沉淀的形成情況，熱處理的溫度一般分為： 低溫(600-800 C)熱處理 中溫(850-1050 C)熱處理 高溫(1100-1250 C)熱處理54. 氧沉淀形成熱處理溫度一般可分為低溫、 中溫和高溫三個熱 處理溫度段，分別敘述三個溫度段中氧沉淀形態(tài)的主要形態(tài)。答:低溫(600-800C):棒狀，又稱針狀或帶狀； 中溫(850-1050C ):片狀沉淀； 高溫(1100-1250C):多面體沉淀。55.氧熱施主的產(chǎn)生溫度區(qū)間和最佳產(chǎn)生溫度？消除氧熱施主的方 法.答: 300-500C 溫度區(qū)間 ; 最佳產(chǎn)生溫度 : 450C消除氧熱施主的方法:一旦生成熱施主，可以在

20、550C以上的短時間熱處理中予以消除，通常利用的熱施主消除溫度為650C。55. 簡述紅外技術(shù)測量晶體硅中間隙氧濃度方法的具體步驟。 答: 要利用紅外技術(shù)測量晶體硅中總的氧濃度，通常采用的技術(shù) 是將晶體在1300C以上短時間熱處理，然后快速降溫，使復(fù)合 體、氧沉淀重新溶解到硅基體中， 以間隙氧的形態(tài)存在， 在加以 測試。需利用參比樣品來和檢測的樣品具有相同的載流子濃度和 樣品厚度進行對比。56. 晶體硅中的效率衰減效應(yīng)主要是由晶體中哪種復(fù)合體引 起？并說明在晶體硅中如何消除這種復(fù)合體產(chǎn)生的衰減效應(yīng)？ 列舉幾種避免該復(fù)合體產(chǎn)生的新技術(shù)新想法。答：1.硼氧復(fù)合體2 硼氧復(fù)合體的缺陷可以經(jīng)低溫（20

21、0C左 右）熱處理予以消除 .3. 避免該復(fù)合體產(chǎn)生的新技術(shù)新想法 : 利用低氧單晶硅如區(qū)熔單晶硅或磁控直拉單晶硅 （ MCZ）; 利用 n型單晶硅；利用稼代替硼摻雜制備 p型單晶硅.57. 簡述利用光電導(dǎo)衰減法測量硅的少數(shù)載流子的原理。答: 無光照射時樣品中高頻電流： i=Imsinwt（w- 高頻源角頻率 ） 當(dāng)樣品受到光照射時， 樣品受光照射時， 樣品受光激發(fā)， 產(chǎn)生非 平衡載流子，電導(dǎo)率增加，樣品的電阻減小59.引入位錯的主要途徑？ 答: 直拉單晶硅中位錯引入的主要途徑 : 在晶體硅生長時， 由于籽晶的熱沖擊， 會在晶體中引入原生位 錯; 在晶體滾圓、 切片等加工工藝中， 由于硅片表面

22、存在機械損傷 層，也會引入位錯， 在隨后的熱加工過程中， 也可能延伸進入硅 片體; 是熱應(yīng)力引入位錯， 這是由于在硅片的熱加工過程中， 由于硅 片中心部位和邊緣溫度的不均勻分布，有可能導(dǎo)致位錯的產(chǎn)生。58. 晶體硅中位錯對太陽電池的影響主要是哪幾個方面？答: 載流子濃度、少數(shù)載流子壽命、載流子的遷移率、 p-n 結(jié)的 影響59. 簡述硅電池片制作工藝，說明每步的目的，原理，控制因素 及提高太陽能電池效率的途徑？答：制作工藝： p 型硅片 -清洗制絨 -擴散制結(jié)（ p-n 結(jié)） -去周邊 層-去PSG （磷硅玻璃）-鍍減反射膜-印刷電極-高溫?zé)Y(jié)-檢測- 分選 -入庫包裝。1. 目的： 清洗制絨

23、：為了在硅片上獲得絨面結(jié)構(gòu)，利用陷光原理， 增加光透性，減少光的反射，提高 ISC; 增加光的吸收率， 去除損傷層，增加PN結(jié)面積（PN結(jié)厚，VOC增加，Eg寬）。 擴散制結(jié) （ p-n 結(jié)） : 在 P 型硅表面， 通過擴散 P 原子構(gòu)成p-n 結(jié)。 去周邊層：清除擴散制結(jié)形成的 N 型周邊層。 去PSG（磷硅玻璃）：清除擴散制結(jié)過程表面的 PSG層。 鍍減反射膜：減少電池表面太的反射。 印刷電極：形成良好的電極接觸。 高溫?zé)Y(jié)：干燥硅片上的漿料，燃盡漿料的有機組分，使 漿料和硅片形成良好的歐姆接觸。2. 原理： 清洗制絨：? 堿制絨原理： 2NaoH+H2o+Si=Na2Sio3+2H2

24、or 2KoH+H2o+Si=K2Sio3+2H2? 酸性制絨原理： Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2OSiO2+4HF=SiF4+2H2OSiF4+2HF=H2SiF6 擴散制結(jié)（p-n結(jié)）:若氧氣充足：5POCI3= P2O5+3PCI5? 在有氧氣的存在時， POCl3 熱分解的反應(yīng)式為： 4 POCI3+3O2=2P2O5+CI3P2O5+5Si=5SiO2+4P 去周邊層：等離子體刻蝕的基本原理：1在低壓下，反應(yīng)氣體在射頻功率的激發(fā)下， 產(chǎn)生電離并形成等離子體， 等離子體是由 帶電的電子和離子組成， 反應(yīng)腔體中的氣體在電子的撞擊下， 除 了轉(zhuǎn)變成離子外， 還能吸收能量并形

25、成大量的活性基團， 其電離 反應(yīng)式一般為：A2-A+A +E（A2-電離氣體A-化學(xué)性質(zhì)很活潑的 自由基A-為正離子E-電子2自由基和被刻蝕材料之間的化學(xué)反 應(yīng)對材料產(chǎn)生腐蝕作用 3 反應(yīng)生成揮發(fā)性極強的氣體脫離被刻 蝕物質(zhì)表面，并被真空系統(tǒng)抽出腔體。 減反射膜的基本原理： 利用光在減反射膜上、下表面反射所 產(chǎn)生的光程差， 使得兩束反射光干涉想消， 從而減弱反射， 增加 透射。 印刷電極： 利用絲網(wǎng)圖形部分網(wǎng)孔透漿料， 非圖文部分網(wǎng)孔不 透漿料的基本原理進行印刷。高溫?zé)Y(jié)：銀漿，銀鋁漿，鋁漿印刷過的硅片，經(jīng)過烘干使 有機溶劑完全揮發(fā)，膜層收縮成為固狀物緊密物黏附在硅片上， 此時金屬電極材料層和

26、硅片接觸在一起，即燒結(jié)。3控制因素： 清洗制絨： T, V, C, t(Sc-si) T, t(Poly-si) 擴散制結(jié)(p-n結(jié))：T, C, t 去周邊層： C 去PSG (磷硅玻璃)：T, t,C 減反射膜的基本原理： T, t,C, 密度 印刷電極： T, t 高溫?zé)Y(jié)： T, t4. 提高太陽能電池效率的途徑 要使太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率提高， 必須提高開路電壓、 短路電 流、填充因子； 要獲得較高的短路電流 Isc ，太陽能電池有源材料和太陽能電 池結(jié)構(gòu)應(yīng)在紫外光、 可見光和近紅外光的光譜圍上， 有較高、 較 寬和較平坦的光譜響應(yīng)，內(nèi)量子效率應(yīng)接近于1； 要獲得較高的開路電壓 Voc

27、,太陽能電池部必須正向暗電流 10 較低而并聯(lián)電阻 Rsh 較高； 要獲得較高的填充因子 FF，太陽能電池必須正向暗電流 10較 低，理想因子“ n”接近于1,串聯(lián)電阻Rs必須較低（1C m沖勺 太陽能電池面積應(yīng)該使 Rs1 歐）,而并聯(lián)電阻 Rsh 必須較高（ 10 的四次方歐 Cm） 入射光的有效利用, 通過減反射膜減少表面反射, 表面材料進 行刻蝕,進行光封裝； 采用聚光系統(tǒng)，增加光的輻照度，即聚光太陽能電池； 利用新型的太陽能電池結(jié)構(gòu) 光生載流子收集效率的改善，背電場、超晶格的利用； 光生成載流子復(fù)合損失的減少,光生活性層的膜質(zhì)改善, 結(jié)界面的復(fù)合抑制； 直接電阻（串聯(lián)電阻）損失的減少

28、，透明電極的低電阻化，集電極的最佳化； 電壓因子損失的減少。背電場漂移型光電效率的利用。60. 簡述單晶硅與多晶硅的制作工藝流程,談?wù)劯髯缘挠绊懸蛩?與改進措施？答：1.單晶硅：多晶硅的裝料f熔化f種晶f縮頸f放肩f收尾;多晶硅:2影響因素：單晶硅：溫度、濃度、時間、位置 多晶硅：溫度、濃度、時間、位置3. 改進措施：對于單晶硅而言，采用新型直拉單晶硅的生長技 術(shù)；對于多晶硅而言，采用電磁感應(yīng)冷坩堝連續(xù)拉晶法。63簡述硅錠的切片過程，切片過程中存在哪些影響因素，如何 減小掉片風(fēng)險？答：硅錠的切片過程：切斷（割斷）-滾圓f磨定位標(biāo)志f切片 -倒角-研磨-腐蝕-熱處理-背面損傷-拋光-清洗-檢驗

29、f包裝。切片過程中存在的影響因素：線速、力、桌面移動速度、砂漿粘 度、溫度和研磨特性、線徑、碳化硅數(shù)目、密度。減小掉片風(fēng)險的措施：64. 直拉單晶硅電池中氧雜質(zhì)會有哪些影響，如何控制、如何解決？答：直拉單晶硅電池中氧雜質(zhì)影響：會形成缺陷：控制：采取精細的工藝和外加磁場加以控制。解決：對于熱施主可以在 550C以上的短時間熱處理中予以消除，通常利用的熱施主消除溫度為 650 Co對B-O,硼氧復(fù)合體的缺陷可以經(jīng)低溫（200 C左右）熱處理予 以消除。65. 鑄造多晶硅的優(yōu)點與缺點？答：體生長簡便，易于大尺寸生長。缺點：是含有晶界、高密度的位錯、微缺陷和相對較高的雜質(zhì)濃 度，其晶體的質(zhì)量明顯低于單

30、晶硅，從而降低了太陽電池的光 電轉(zhuǎn)換效率。66. 鑄造多晶硅的主要制備工藝？答：澆鑄法；直熔法。67簡述澆鑄法的工作原理和基本原理？答：工作原理：在制備多晶硅時，首先將多晶硅的原料在預(yù)熔坩 堝熔化，然后硅熔體逐步流入到下部的凝固坩堝，通過控制凝固坩堝的加熱設(shè)備，使得凝固坩堝的底部溫度最低， 從而硅熔體在 凝固坩堝底部開始逐漸結(jié)晶。結(jié)晶時始終控制固液界面的溫度梯 度，保證固液界面自底部向上部逐漸平行上升，最終達到所有的熔體結(jié)晶?；驹恚?在一個坩堝將硅原料溶化， 然后澆鑄在另一個經(jīng)過預(yù) 熱的坩堝冷卻， 通過控制冷卻速率， 采用定向凝固技術(shù)制備大晶 粒的鑄造多晶硅。68.簡述直熔法的工作原理和基

31、本原理？答：工作原理： 硅原材料首先在坩堝中熔化， 坩堝周圍的加熱器 保持坩堝上部溫度的同時， 自坩堝的底部開始逐漸降溫， 從而使 坩堝底部的熔體首先結(jié)晶。 同樣的， 通過保持固液界面在同一水 平面并逐漸上升。 使得整個熔體結(jié)晶為晶錠。 在這種制備方法中， 硅原材料的熔化和結(jié)晶都在同一個坩堝中進行。基本原理： 直接熔融定向凝固法，簡稱直熔法，又稱布里奇曼 法，即在坩堝直接將多晶硅溶化， 然后通過坩堝底部的熱交換等 方式，使得熔體冷卻，采用定向凝固技術(shù)制造多晶硅，所以，也 有人稱這種方法為熱交換法( Heat Exchange Method ， HEM )。 69. 鑄造多晶硅的原材料是如何選擇

32、的？ 答：選用半導(dǎo)體級的高純多晶硅和微電子工業(yè)用單晶硅生產(chǎn)的剩 余料(質(zhì)量相對較差的高純硅、 單晶硅棒的頭尾料、 單晶硅生長 完成后剩余在石英坩堝中的硅底料)為最好。70.簡述直熔法制備鑄造多晶硅的具體工藝？答：.裝料f加熱f化料f晶體生長f退火f冷卻。71. 鑄造多晶硅中需要解決的主要問題 盡量均勻的固液界面溫度；盡量小的熱應(yīng)力；盡量大的晶粒； 盡可能少的來自于坩堝的污染。72 在鑄造多晶硅中，防止溫度梯度的方法鑄造多晶硅在生長時， 生長系統(tǒng)必須很好的隔熱， 以便保持熔 區(qū)溫度的均勻性，沒有較大的溫度梯度出現(xiàn)。保證在晶體部分凝固、熔體體積減小后，溫度沒有變化。73. 鑄造多晶硅中有哪些雜質(zhì)，雜質(zhì)的來源、存在形式？答：雜質(zhì)：主要雜質(zhì) 0和C其它雜質(zhì) N 和 H金屬雜質(zhì) Cu、 Fe、 Cr、 Zn、 Ag、 B、 Co 等。來源： 0：一是來