不同電阻率太陽(yáng)能電池制作工藝探索及電性能研究

1、EGING PV FOR THE WORLD常州常州億晶光電億晶光電科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.EGING PV FOR THE WORLD常州常州億晶光電億晶光電科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.不同電阻率太陽(yáng)能電池制作工藝探索及電性能研究不同電阻率太陽(yáng)能電池制作工藝探索及電性能研究EGING PV FOR THE WORLD常州常州億晶光電億晶光電科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photov

2、oltaic Technology Co.,Ltd.報(bào)告內(nèi)容簡(jiǎn)介 引言引言 不同電阻率單晶硅片工藝探索實(shí)驗(yàn)及討論不同電阻率單晶硅片工藝探索實(shí)驗(yàn)及討論 不同電阻率單晶電池片衰減研究不同電阻率單晶電池片衰減研究 結(jié)論結(jié)論EGING PV FOR THE WORLD常州常州億晶光電億晶光電科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.引言 對(duì)于硅材料，所有的非硅元素都是雜質(zhì)對(duì)于硅材料，所有的非硅元素都是雜質(zhì) 。 電阻率的測(cè)試比較簡(jiǎn)單，用簡(jiǎn)單的四探針即可完成，因此，電阻電阻率的測(cè)試比較簡(jiǎn)單，用簡(jiǎn)單的四探針即可完成，因此，電阻率的

3、大小通常被用做檢驗(yàn)摻雜量多少的標(biāo)準(zhǔn)。率的大小通常被用做檢驗(yàn)摻雜量多少的標(biāo)準(zhǔn)。 EGING PV FOR THE WORLD常州常州億晶光電億晶光電科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 硼（硼（B）雜質(zhì)在硅中的分凝系數(shù)）雜質(zhì)在硅中的分凝系數(shù)K0 1，由于，由于雜質(zhì)在熔化和凝固過(guò)程中會(huì)發(fā)生分凝效應(yīng)，固雜質(zhì)在熔化和凝固過(guò)程中會(huì)發(fā)生分凝效應(yīng)，固相中的雜質(zhì)濃度分布情況：頭部低尾部高，雜相中的雜質(zhì)濃度分布情況：頭部低尾部高，雜質(zhì)向尾部聚集，因此，質(zhì)向尾部聚集，因此，單晶硅棒從頭端到尾端單晶硅棒從頭端到尾端，其電阻率有明顯的

4、變化規(guī)律，常規(guī)的，其電阻率有明顯的變化規(guī)律，常規(guī)的摻硼摻硼P型硅棒越接近尾端其電阻率值越小。型硅棒越接近尾端其電阻率值越小。 在工業(yè)生產(chǎn)中，將電阻率不符合段切除重在工業(yè)生產(chǎn)中，將電阻率不符合段切除重新回爐，因此，研究不同電阻率電池片的性能新回爐，因此，研究不同電阻率電池片的性能也是節(jié)約拉晶成本的一個(gè)方面。也是節(jié)約拉晶成本的一個(gè)方面。EGING PV FOR THE WORLD常州常州億晶光電億晶光電科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，市場(chǎng)上無(wú)論市場(chǎng)上無(wú)論P(yáng)型、型、N型還是型還是P/

5、N型，均有較明細(xì)的電阻率分類。型，均有較明細(xì)的電阻率分類。 P P型型6.0N N型型0.56.06.0P/NP/N0.26.0 國(guó)內(nèi)外大量采用的國(guó)內(nèi)外大量采用的P型襯底電阻率為型襯底電阻率為0.5-3cm硅片硅片，制作電池片效率可達(dá)制作電池片效率可達(dá) 17.8%，而也會(huì)出現(xiàn)電阻率為，而也會(huì)出現(xiàn)電阻率為3-6cm硅片，其轉(zhuǎn)化效率硅片，其轉(zhuǎn)化效率相對(duì)較低。而電阻率相對(duì)較低。而電阻率6.0 cm和和10四類四類硅片的相關(guān)性能，并將其制作電池，對(duì)其電池性能以及衰減性能的變化趨勢(shì)進(jìn)行硅片的相關(guān)性能，并將其制作電池，對(duì)其電池性能以及衰減性能的變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析。了分析。 EGING PV FOR THE

6、 WORLD常州常州億晶光電億晶光電科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 不同電阻率單晶硅片工藝探索實(shí)驗(yàn)及討論1、選材、選材硅片硅片尺寸尺寸125125厚度厚度18020um硅片型號(hào)硅片型號(hào) P型型 測(cè)試設(shè)備測(cè)試設(shè)備四探針?biāo)奶结槍⑵浒凑諏⑵浒凑?.5-3cm、3-6cm、6-10cm和和10cm進(jìn)行分類進(jìn)行分類EGING PV FOR THE WORLD常州常州億晶光電億晶光電科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.電阻率離散分布圖

7、電阻率離散分布圖 隨著電阻率的增隨著電阻率的增大其硅片片內(nèi)及大其硅片片內(nèi)及片間電阻率均勻片間電阻率均勻性變差，尤其是性變差，尤其是10cm硅片最硅片最為明顯。為明顯。EGING PV FOR THE WORLD常州常州億晶光電億晶光電科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.0.5-3cm 10cm測(cè)試：測(cè)試：WT-2000 硅片：未處理硅片：未處理 2、少子壽命測(cè)試、少子壽命測(cè)試原片原片少子壽命分布少子壽命分布對(duì)比對(duì)比圖圖相同相同點(diǎn)：點(diǎn)：1、其硅片邊緣少子偏其硅片邊緣少子偏小，這與晶棒切片前小，這與晶棒切片前的處理

8、有關(guān)，邊緣的的處理有關(guān)，邊緣的缺陷較多導(dǎo)致。缺陷較多導(dǎo)致。2、兩者少子壽命平均兩者少子壽命平均值均在值均在1.5us左右，沒(méi)左右，沒(méi)有明顯的差別。有明顯的差別。這是這是因?yàn)楣杵谶M(jìn)行少子因?yàn)楣杵谶M(jìn)行少子壽命測(cè)量時(shí)沒(méi)有進(jìn)行壽命測(cè)量時(shí)沒(méi)有進(jìn)行任何鈍化處理，受到任何鈍化處理，受到表面符合而導(dǎo)致的，表面符合而導(dǎo)致的，因此，測(cè)得的硅片有因此，測(cè)得的硅片有效壽命較低效壽命較低。不同點(diǎn)：不同點(diǎn)：高電阻率硅片高電阻率硅片其少子呈同心圓狀，而其少子呈同心圓狀，而低電阻率硅片沒(méi)有明顯低電阻率硅片沒(méi)有明顯的圖形，的圖形，但均勻性相對(duì)但均勻性相對(duì)較好。較好。EGING PV FOR THE WORLD常州常州億晶光

9、電億晶光電科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.晶體生長(zhǎng)的熱對(duì)流形式晶體生長(zhǎng)的熱對(duì)流形式拉制晶棒的過(guò)程中，由于硅沿著坩拉制晶棒的過(guò)程中，由于硅沿著坩堝壁上升，在對(duì)流無(wú)規(guī)則和不穩(wěn)定堝壁上升，在對(duì)流無(wú)規(guī)則和不穩(wěn)定時(shí)，溶液表現(xiàn)為間歇的釋放熱量時(shí)，溶液表現(xiàn)為間歇的釋放熱量（卷流），而卷流影響了晶錠徑向（卷流），而卷流影響了晶錠徑向雜質(zhì)分布的均勻性。雜質(zhì)分布的均勻性。EGING PV FOR THE WORLD常州常州億晶光電億晶光電科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Tech

10、nology Co.,Ltd.堿制絨堿制絨 擴(kuò)散擴(kuò)散等離子刻蝕等離子刻蝕PSGPECVD絲網(wǎng)印刷絲網(wǎng)印刷3、電池制作、電池制作燒結(jié)測(cè)試燒結(jié)測(cè)試選取不同電阻率四類硅片采選取不同電阻率四類硅片采用正常擴(kuò)散工藝，配合生產(chǎn)用正常擴(kuò)散工藝，配合生產(chǎn)燒結(jié)工藝，得出電性能變化燒結(jié)工藝，得出電性能變化趨勢(shì)趨勢(shì)選取選取0.5-3 cm和和3-6 cm兩組硅片，進(jìn)行調(diào)試對(duì)比兩組硅片，進(jìn)行調(diào)試對(duì)比EGING PV FOR THE WORLD常州常州億晶光電億晶光電科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 在擴(kuò)散前四種電阻在擴(kuò)散前四種電阻

11、率的硅片其少子壽命沒(méi)率的硅片其少子壽命沒(méi)有明顯的變化，但在擴(kuò)有明顯的變化，但在擴(kuò)散后散后，p-n結(jié)的形成有利結(jié)的形成有利于基區(qū)電子的擴(kuò)散，因于基區(qū)電子的擴(kuò)散，因此此其少子壽命有明顯的其少子壽命有明顯的上升。上升。擴(kuò)散后少子壽命變化趨勢(shì)擴(kuò)散后少子壽命變化趨勢(shì) 擴(kuò)散后少子比較擴(kuò)散后少子比較隨著電阻率的升高其擴(kuò)散隨著電阻率的升高其擴(kuò)散后少子壽命后少子壽命增加幅度呈上增加幅度呈上升趨勢(shì)。升趨勢(shì)。 1010cmcm電電阻率硅片增加的幅度阻率硅片增加的幅度最最大，大，基本在基本在20us20us以上。以上。這與摻這與摻雜濃度有關(guān)，電阻率越大，雜濃度有關(guān)，電阻率越大，摻雜含量越少，其雜質(zhì)濃摻雜含量越少，其雜

12、質(zhì)濃度越低，復(fù)合降低，提升度越低，復(fù)合降低，提升了體少子壽命。了體少子壽命。 /usEGING PV FOR THE WORLD常州常州億晶光電億晶光電科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.相同相同擴(kuò)散工藝擴(kuò)散工藝擴(kuò)散后方塊電阻擴(kuò)散后方塊電阻/（/）up 10up 10cm50/4950/4950/4950/4949/4949/4949/4849/4848/4748/476-106-10cm47/4647/4648/4748/4746/4746/4747/4747/4748/4748/473-63-6cm47/4

13、547/4548/4748/4747/4547/4547/4647/4646/4546/450.5-30.5-3cm45/4445/4446/4646/4645/4545/4545/4445/4445/4545/45 擴(kuò)散后方塊電阻比較擴(kuò)散后方塊電阻比較 用相同的擴(kuò)散工藝擴(kuò)散后，用四探針測(cè)試其擴(kuò)散后方塊電阻發(fā)現(xiàn)：隨著用相同的擴(kuò)散工藝擴(kuò)散后，用四探針測(cè)試其擴(kuò)散后方塊電阻發(fā)現(xiàn)：隨著電阻率的增加，其擴(kuò)散后的方阻有增大的趨勢(shì)電阻率的增加，其擴(kuò)散后的方阻有增大的趨勢(shì)相同擴(kuò)散工藝下，不同電阻率硅片方阻比較相同擴(kuò)散工藝下，不同電阻率硅片方阻比較EGING PV FOR THE WORLD常州常州億晶光電億晶

14、光電科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd. 隨著電阻率的隨著電阻率的增加，最大輸出功增加，最大輸出功率有下降的趨勢(shì)；率有下降的趨勢(shì)；其填充因子呈下降其填充因子呈下降趨勢(shì)。趨勢(shì)。 開(kāi)路電壓和短開(kāi)路電壓和短路電流呈現(xiàn)相反的路電流呈現(xiàn)相反的變化趨勢(shì)。變化趨勢(shì)。相同燒結(jié)條件下，電性能參數(shù)隨電阻率的變化趨勢(shì)相同燒結(jié)條件下，電性能參數(shù)隨電阻率的變化趨勢(shì)EGING PV FOR THE WORLD常州常州億晶光電億晶光電科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co

15、.,Ltd.40-4540-45/ /燒結(jié)條件燒結(jié)條件轉(zhuǎn)化效率轉(zhuǎn)化效率0.5-30.5-3cm高溫?zé)Y(jié)高溫?zé)Y(jié)17.66%17.66%3-63-6cm17.34%17.34%0.32%0.32%45-5045-50/燒結(jié)條件燒結(jié)條件轉(zhuǎn)化效率轉(zhuǎn)化效率0.5-30.5-3cm正常工藝燒結(jié)正常工藝燒結(jié)17.61%17.61%3-63-6cm17.50%17.50%0.11%0.11%50-5550-55/燒結(jié)條件燒結(jié)條件轉(zhuǎn)化效率轉(zhuǎn)化效率0.5-30.5-3cm低溫?zé)Y(jié)低溫?zé)Y(jié)17.73%17.73%3-63-6cm17.66%17.66%0.07%0.07% 選擇電阻率為選擇電阻率為0.5-3cm和

16、電阻率為和電阻率為3-6cm硅片，調(diào)硅片，調(diào)節(jié)其擴(kuò)散方阻及燒結(jié)條件，對(duì)節(jié)其擴(kuò)散方阻及燒結(jié)條件，對(duì)比其轉(zhuǎn)換效率變化發(fā)現(xiàn)，在高比其轉(zhuǎn)換效率變化發(fā)現(xiàn)，在高方阻的條件下，其兩者轉(zhuǎn)化效方阻的條件下，其兩者轉(zhuǎn)化效率差別最小，因此，對(duì)于稍高率差別最小，因此，對(duì)于稍高電阻率硅片而言，高方阻工藝電阻率硅片而言，高方阻工藝與其匹配性較好。與其匹配性較好。不同方阻、不同燒結(jié)工藝條件下，轉(zhuǎn)化效率比較不同方阻、不同燒結(jié)工藝條件下，轉(zhuǎn)化效率比較EGING PV FOR THE WORLD常州常州億晶光電億晶光電科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,

17、Ltd.不同電阻率單晶電池片衰減研究不同摻雜硅材料體少子壽命的光衰減行為不同摻雜硅材料體少子壽命的光衰減行為1、衰減機(jī)理EGING PV FOR THE WORLD常州常州億晶光電億晶光電科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.摻硼摻硼CzCz-Si -Si 中影響光衰減的缺陷中心的反應(yīng)可能為中影響光衰減的缺陷中心的反應(yīng)可能為: : B5O（少子壽命高）（少子壽命高）lightannealing BO5（少子壽命低）（少子壽命低）EGING PV FOR THE WORLD常州常州億晶光電億晶光電科技有限公司科技有

18、限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.電阻率為電阻率為1 cm摻硼硅太陽(yáng)電池的光衰減行為摻硼硅太陽(yáng)電池的光衰減行為EGING PV FOR THE WORLD常州常州億晶光電億晶光電科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.最大輸出功率光衰減量對(duì)比最大輸出功率光衰減量對(duì)比2、衰減對(duì)比電阻率分別為：電阻率分別為： 0.5-3cm 3-6 cm6-10 cm10 cm Eff=17%數(shù)量：數(shù)量：8片片衰減：衰減：4h與文獻(xiàn)結(jié)論相符合與文獻(xiàn)結(jié)論相符合EGING PV FOR THE WORLD常州常州億晶光電億