背表面掺杂对n型TOPCon电池特性的影响研究 被引量：9

1

作者 吕欣 林涛 董鹏 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期41-45,共5页

为系统研究n型TOPCon电池的背表面掺杂特性,设计专门的材料结构并进行掺杂浓度分布及背表面暗饱和电流密度值的测试。结果表明,当多晶硅(Poly-Si)层的设计厚度为100 nm,掺杂浓度为(2~3)×10^(20)/cm^(3),且当激活的磷掺杂源穿透SiO_... 为系统研究n型TOPCon电池的背表面掺杂特性,设计专门的材料结构并进行掺杂浓度分布及背表面暗饱和电流密度值的测试。结果表明,当多晶硅(Poly-Si)层的设计厚度为100 nm,掺杂浓度为(2~3)×10^(20)/cm^(3),且当激活的磷掺杂源穿透SiO_(x)层并在Cz-Si基体中具有一定的"穿透扩散"剖面时,电池背表面的钝化效果达到最优值,使得背表面暗饱和电流密度值J;小于2.5 fA/cm^(2),达到目前行业的先进水平,同时基于最优的背表面钝化结果进行电池制作,电池平均转换效率超过22.43%。 展开更多

关键词 多晶硅 硅基太阳电池 topcon 钝化 隧穿氧化层

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TOPCon太阳电池电子选择性接触研究

2

作者 叶浩然 何佳龙 +3 位作者 陈杨 苏荣 陈涛 俞健 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期475-479,共5页

通过Afors-Het软件模拟建立TOPCon太阳电池模型,系统分析隧穿氧化SiO_(2)层厚度、n^(+)poly-Si层掺杂浓度、背金属电极功函数以及SiO_(2)/n^(+)poly-Si侧的能带偏移量对TOPCon太阳电池性能的影响。结果表明:SiO_(2)/n^(+)poly-Si叠层钝... 通过Afors-Het软件模拟建立TOPCon太阳电池模型,系统分析隧穿氧化SiO_(2)层厚度、n^(+)poly-Si层掺杂浓度、背金属电极功函数以及SiO_(2)/n^(+)poly-Si侧的能带偏移量对TOPCon太阳电池性能的影响。结果表明:SiO_(2)/n^(+)poly-Si叠层钝化结构能实现较好的电子选择性传输性能,当SiO_(2)层厚度为1.1 nm、n^(+)poly-Si层掺杂浓度为1×10^(20)cm^(-3)时,是最佳工艺窗口,且显示出改善电子选择性传输层对于TOPCon太阳电池效率提升的巨大潜力。 展开更多

关键词 太阳电池 钝化 电子特性 模拟平台 topcon

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光电性能可调的TiN薄膜及在TOPCon太阳电池的应用 被引量：2

3

作者 白宇 何佳龙 +3 位作者 李君君 苏荣 陈涛 俞健 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期72-77,共6页

采用直流磁控溅射制备了光电性能可调的氮化钛(TiN)薄膜,TiN薄膜的透过率随沉积压强和氮气浓度升高而升高;电导率随溅射功率升高而升高、随沉积压强和氮气浓度升高而降低。TiN的可见光平均透过率为0%~60%,氮气浓度和沉积压强较低时制备... 采用直流磁控溅射制备了光电性能可调的氮化钛(TiN)薄膜,TiN薄膜的透过率随沉积压强和氮气浓度升高而升高;电导率随溅射功率升高而升高、随沉积压强和氮气浓度升高而降低。TiN的可见光平均透过率为0%~60%,氮气浓度和沉积压强较低时制备的TiN薄膜具有优异的电导率(4000 S/cm)。将高电导率的TiN薄膜应用于隧穿氧化钝化接触太阳电池(TOPCon),改善了多晶硅层(Poly-Si)与银电极界面接触,提高了填充因子,为实现高效TOPCon太阳电池提供了有效途径。 展开更多

关键词 太阳电池 磁控溅射 电导率 氮化钛 topcon

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硼扩散设备温度控制系统的研究与实现

4

作者 彭浩 黄心沿 +1 位作者 吴志明 邹臻峰 《太阳能》 2024年第4期87-93,共7页

近年来,随着光伏行业持续快速的发展,n型TOPCon太阳电池技术路线得到市场认可,产能不断扩张。硼扩散设备作为TOPCon太阳电池核心工艺设备之一受到市场极大的关注,其温度控制系统在工艺生产过程起着决定性的作用。对比硼扩散设备实际应... 近年来,随着光伏行业持续快速的发展,n型TOPCon太阳电池技术路线得到市场认可,产能不断扩张。硼扩散设备作为TOPCon太阳电池核心工艺设备之一受到市场极大的关注,其温度控制系统在工艺生产过程起着决定性的作用。对比硼扩散设备实际应用过程中传统炉体使用水平插片方式和顺气流垂直插片方式后得到的硅片片间的方阻均匀性,发现水平插片方式存在舟内中层硅片方阻偏高,方阻均匀性不满足技术性指标要求的问题。对此设计了新型分区炉体,提出3种温度控制系统方案,并通过工艺验证得出满足技术性指标要求的方案。研究结果表明:分区炉体搭配水平插片方式时,采用温度控制系统方案3可以满足技术性指标的要求。 展开更多

关键词 topcon太阳电池 硼扩散设备 温度控制系统 插片方式 分区炉体

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TOPCon太阳电池中多晶硅层磷掺杂工艺的优化及其对电性能的影响 被引量：2

5

作者 钱金忠 左克祥 +3 位作者 王安 杜东亚 凡金星 高纪凡 《太阳能》 2023年第9期54-59,共6页

随着光伏行业的飞速发展,PERC太阳电池技术已无法满足太阳电池光电转换效率的进一步提升,TOPCon太阳电池因具有高光电转换效率,被认为是下一代太阳电池技术的可选方案。针对TOPCon太阳电池的多晶硅层的磷掺杂量、推进温度及推进时间对... 随着光伏行业的飞速发展,PERC太阳电池技术已无法满足太阳电池光电转换效率的进一步提升,TOPCon太阳电池因具有高光电转换效率,被认为是下一代太阳电池技术的可选方案。针对TOPCon太阳电池的多晶硅层的磷掺杂量、推进温度及推进时间对多晶硅层、硅衬底中磷掺杂特性及电性能参数的影响进行了研究。研究结果显示:在隧穿氧化层及多晶硅层厚度分别设定为1.5和130.0 nm的条件下,磷掺杂参数设置为通源流量为1400sccm、通源时间为25min、推进温度为880℃、推进时间为30min时,既保证了钝化效果,也保证了欧姆接触和寄生吸收在合理的区间,TOPCon太阳电池的光电转换效率达到了最大值,为24.48%。 展开更多

关键词 隧穿氧化层钝化接触太阳电池 多晶硅层 磷掺杂 钝化效果 光电转换效率

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n型TOPCon太阳电池PECVD路线磷活性掺杂技术的改善研究 被引量：2

6

作者 易辉 周塘华 +3 位作者 邹佳朴 江庆 谌业斌 刘欢 《太阳能》 2023年第8期29-38,共10页

针对n型TOPCon太阳电池采用PECVD技术时存在的磷烷耗量偏高、多晶硅磷活性掺杂浓度偏低和多晶硅层场钝化效果偏差的问题,通过进行不同的原位掺杂非晶硅沉积工艺实验和磷沉积退火实验来寻找合适的解决方式。实验结果显示:1)采用变磷烷流... 针对n型TOPCon太阳电池采用PECVD技术时存在的磷烷耗量偏高、多晶硅磷活性掺杂浓度偏低和多晶硅层场钝化效果偏差的问题,通过进行不同的原位掺杂非晶硅沉积工艺实验和磷沉积退火实验来寻找合适的解决方式。实验结果显示:1)采用变磷烷流量原位掺杂工艺的实验片的多晶硅磷活性掺杂浓度平均值比采用恒磷烷流量原位掺杂工艺的实验片的高2.19×10^(20)/cm^(3);2)钝化效果方面,相较于采用恒磷烷流量原位掺杂工艺的实验片,采用变磷烷流量原位掺杂工艺的实验片的隐性开路电压和隐性填充因子分别高5 mV和0.42%;3)在采用变磷烷流量原位掺杂工艺的前提下,相较于采用常规退火工艺制成的太阳电池,采用磷沉积退火工艺制成的太阳电池的开路电压提高了3 mV,短路电流提高了0.02 mA,填充因子提高了0.54%,并联电阻增加了10Ω,光电转换效率提升了0.14%。采用PECVD技术路线制备TOPCon太阳电池时,变磷烷流量原位掺杂工艺搭配磷沉积退火工艺有明显的提升太阳电池光电转换效率的效果。 展开更多

关键词 隧穿氧化层钝化接触太阳电池 等离子体增强化学气相沉积 退火 磷沉积 磷活性掺杂浓度 产业化

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硼扩散设备若干难点问题的研究

7

作者 彭浩 赵志然 +1 位作者 龙辉 郭浩 《太阳能》 2023年第3期52-57,共6页

随着针对n型太阳电池的投资提速,国内光伏企业积极开展TOPCon太阳电池布局,产业化进程得到加速,推进新技术落地。硼扩散设备作为TOPCon太阳电池技术的关键工艺设备之一,获得了市场极大的关注。针对硼扩散设备使用过程中遇到的不同类型... 随着针对n型太阳电池的投资提速,国内光伏企业积极开展TOPCon太阳电池布局,产业化进程得到加速,推进新技术落地。硼扩散设备作为TOPCon太阳电池技术的关键工艺设备之一,获得了市场极大的关注。针对硼扩散设备使用过程中遇到的不同类型硼源的问题,通过分析各种硼源的特性,提出了相应的硼源处理方案,并验证了硼源控制效果;针对副产物硼硅玻璃(BSG)粘连的问题,通过分析副产物的特点和危害,提出了斜率升降温功能;针对高能耗的问题,通过分析能耗的主要来源,提出了设备加热功率输出比功能。研究结果表明:所提出的这些方法能有效解决这几个难点问题,有助于提高硼扩散设备的稳定性。 展开更多

关键词 topcon太阳电池 硼扩散设备 硼源 硼硅玻璃 高能耗

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氧化硅及多晶硅对TOPCon太阳能电池性能的影响 被引量：1

8

作者 张嘉华 周理想 +1 位作者 丁月珂 黄仕华 《浙江师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2021年第2期148-155,共8页

TOPCon电池采用超薄氧化硅与掺杂多晶硅对晶体硅前后表面进行钝化并实现选择性载流子输运,提高了晶体硅太阳能电池的效率,但其中的一些物理机理尚未完全被理解.从理论上模拟研究了氧化硅厚度、氧化硅中的介孔密度、多晶硅掺杂浓度等参数... TOPCon电池采用超薄氧化硅与掺杂多晶硅对晶体硅前后表面进行钝化并实现选择性载流子输运,提高了晶体硅太阳能电池的效率,但其中的一些物理机理尚未完全被理解.从理论上模拟研究了氧化硅厚度、氧化硅中的介孔密度、多晶硅掺杂浓度等参数对TOPCon太阳能电池性能的影响.结果表明:电池的性能随着氧化硅厚度的增加呈先缓慢提升后急剧下降的趋势,当氧化硅厚度为1.2 nm时,电池的转换效率最大;氧化硅厚度太大会降低载流子的隧穿概率,厚度太薄使得界面钝化效果变差;如果氧化层中有合适的针孔密度,如10^(-4)~10^(-6),复合电流占主导地位,器件仍能获得大于24%的效率;当氧化硅中介孔密度大于10^(-2)时,氧化硅的钝化效果变差且与厚度无关;多晶硅层的重掺杂是获得高效率TOPCon电池的前提,而且重掺杂降低了电池性能对氧化硅厚度的敏感性. 展开更多

关键词 topcon太阳能电池 隧穿氧化层 钝化接触 数值模拟

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高效单晶硅太阳电池的现状及发展探究

9

作者 薛水莲 殷志龙 《通信电源技术》 2020年第16期29-31,共3页

在此详细介绍高效单晶硅太阳电池的发展现状,并通过调查与研究发现不同种类太阳电池的结构特点。根据当前单晶硅发展中遇到的困境,提出加强钝化接触、改善电池效率以及提高N型硅片技术三项单晶硅太阳电池的发展方向。随着光伏产品需求... 在此详细介绍高效单晶硅太阳电池的发展现状,并通过调查与研究发现不同种类太阳电池的结构特点。根据当前单晶硅发展中遇到的困境,提出加强钝化接触、改善电池效率以及提高N型硅片技术三项单晶硅太阳电池的发展方向。随着光伏产品需求量的增加,电池运行效率备受人们关注,单晶硅太阳电池由于效率较高,成为了当前技术人员研究的新方向。 展开更多

关键词 单晶硅 太阳电池 topcon太阳电池

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TOPCon-n-PERT太阳电池结构关键参数对其电性能影响的研究

10

作者 吕欣 王旭花 刘国能 《太阳能》 2021年第10期26-33,共8页

本文利用Quokka3软件研究了采用TOPCon技术的n型PERT太阳电池(下文简称“TOPCon-n-PERT太阳电池”)发射极的饱和电流密度、发射极-金属接触电阻率、背表面隧穿氧化层厚度及背表面饱和电流密度对其电性能的影响,并设计了相关实验对模拟... 本文利用Quokka3软件研究了采用TOPCon技术的n型PERT太阳电池(下文简称“TOPCon-n-PERT太阳电池”)发射极的饱和电流密度、发射极-金属接触电阻率、背表面隧穿氧化层厚度及背表面饱和电流密度对其电性能的影响,并设计了相关实验对模拟结果进行了验证。验证结果表明:发射极和背表面的饱和电流密度值的增加均会使电池的光电转换效率和开路电压值逐渐减小;发射极-金属接触电阻率值的增加会导致电池填充因子的值降低;对于背表面的隧穿氧化层与掺杂多晶硅薄膜的叠层结构而言,随着背表面隧穿氧化层厚度逐渐增加,背表面的隐开路电压i-Voc值呈先增加后减小的趋势,且当背表面的隧穿氧化层厚度为1.2 nm时,背表面的钝化特性达到最优值,实验得到的i-Voc值可达735 mV。同时,结合实验结果与理论模拟结果可知:当背表面隧穿氧化层厚度为1.2 nm时电池获得最优的电性能参数。该研究结果对于TOPCon-n-PERT太阳电池的产业化推广具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 topcon N型 PERT 太阳电池 隧穿氧化层 电性能 模拟

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海外单晶硅太阳电池生产线建设的分析与研究 被引量：1

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作者 黄海龙 刘贤金 +1 位作者 刘文峰 丁小龙 《太阳能》 2023年第6期9-23,共15页

近些年,中国光伏产业进入存量市场的激烈竞争局面。海外光伏产业链建设需求庞大,应充分利用好自身优势,把握好“走出去”做大增量市场的机会。在分析海外光伏市场发展现状的基础上,对PERC、TOPCon、p型IBC、HJT单晶硅太阳电池技术的投... 近些年,中国光伏产业进入存量市场的激烈竞争局面。海外光伏产业链建设需求庞大,应充分利用好自身优势,把握好“走出去”做大增量市场的机会。在分析海外光伏市场发展现状的基础上,对PERC、TOPCon、p型IBC、HJT单晶硅太阳电池技术的投资成本进行了拆解,并对采用这4种太阳电池技术路线的海外生产线的建设成本和设备投资回报进行对比;然后通过海外实际项目案例,对海外以PERC和TOPCon单晶硅太阳电池技术为代表的生产线建设情况进行了研究分析。分析结果显示:当前阶段,PERC单晶硅太阳电池生产线预留升级p型IBC单晶硅太阳电池技术和TOPCon单晶硅太阳电池技术是目前最适合在海外投资建厂的技术。 展开更多

关键词 海外 单晶硅太阳电池 生产线 设备资本性支出 运营成本 PERC topcon p型IBC HJT

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低温暗退火对TOPCon结构钝化性能的影响

12

作者 黄嘉斌 李明 +3 位作者 赵增超 陈骏 周小荣 邓新新 《太阳能》 2023年第9期60-66,共7页

n型隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)结构用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备,完成高温快速烧结后,再经过低温暗退火可以极大地提升钝化接触的性能,主要表现在隐含开路电压上升和饱和电流密度下降,其原理是通过低温暗退火的方法激活... n型隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)结构用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备,完成高温快速烧结后,再经过低温暗退火可以极大地提升钝化接触的性能,主要表现在隐含开路电压上升和饱和电流密度下降,其原理是通过低温暗退火的方法激活氢原子,使SiNx:H中的氢原子向内部扩散,Si-SiO2界面进一步氢钝化来提高钝化性能。研究结果表明:钝化膜层的质量、暗退火工艺的退火温度和退火时间等对钝化性能提升有很大影响。在最佳退火条件下,获得了6137μs和0.7422 V的高少子寿命和高隐含开路电压,以及3.66fA/cm^(2)的低饱和电流密度。 展开更多

关键词 低温暗退火 topcon结构 钝化性能 多晶硅太阳电池

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多晶硅绕镀层的去除工艺研究 被引量：1

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作者 张婷 刘大伟 +3 位作者 宋志成 倪玉凤 杨露 刘军保 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第9期1641-1645,共5页

本文旨在针对TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact背面隧穿氧化钝化接触)晶硅电池制备过程中,背面钝化多晶硅层沉积引起的硅片正面边缘沉积多晶硅绕镀层的去除进行工艺研究,进一步解决了电池外观不良和该多晶硅层对电池正面光的吸... 本文旨在针对TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact背面隧穿氧化钝化接触)晶硅电池制备过程中,背面钝化多晶硅层沉积引起的硅片正面边缘沉积多晶硅绕镀层的去除进行工艺研究,进一步解决了电池外观不良和该多晶硅层对电池正面光的吸收影响。文中分别尝试采用HF-HNO 3混酸溶液和KOH碱溶液两种方式进行腐蚀处理,然后通过对处理后硅片正面的工艺控制点监控和电池EL检测等手段评估去除效果。其中HF 1wt%、HNO 350wt%混合溶液时腐蚀4 min以上可去除该绕镀层,但是大于6 min后硅片正面的方块电阻提升、硼掺杂浓度等变化幅度很大。KOH质量分数0.1wt%、添加剂体积分数5vol%混合溶液60℃时,腐蚀2.5 min以上可去除该绕镀层且方块电阻等测试相对变化幅度较小。故前者对电池后期电极的制备工艺要求更高否则容易引起欧姆接触不良,后者则对电池电极的制备工艺控制窗口更大。所以认为在多晶硅绕镀层的去除方面KOH腐蚀更适合工业批量化生产工艺选择。 展开更多

关键词 topcon电池 多晶硅绕镀层 腐蚀 硼掺杂 去除工艺

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