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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 通过量子效率与温度依赖的电流密度-电压测量分析硅异质结太阳能电池的工艺相关电学特性

    摘要： 非晶硅-晶体硅（a-Si:H/c-Si）异质结太阳能电池通过在沉积a-Si:H层之前对硅片进行红外（IR）辐射或电阻预加热制备。采用红外辐射或电阻预加热的电池分别呈现无S形（WoS）或有S形（WS）的光电流密度-电压（J-V）特性。Suns-Voc分析显示两种电池的少数载流子在前/背金属接触处均无势垒。WS电池的光强和偏压相关量子效率表明a-Si:H/c-Si界面因能带偏移阻碍了载流子收集，而WoS电池中观察到更多缺陷的a-Si:H层。WS和WoS电池的温度依赖性暗态J-V特性揭示其载流子传输分别通过隧穿辅助复合和隧穿机制实现。硅片的红外预加热降低了a-Si:H的带隙并有助于最小化界面能带偏移，而电阻加热则显示出相对更好的a-Si:H/c-Si界面钝化效果。

    关键词： S形结构、异质结、量子效率、非晶硅、带阶、硅太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 抑制寄生外延生长并实现硅异质结太阳能电池的高质量晶圆表面钝化

    摘要： 本征氢化非晶硅（i-a-Si:H）薄膜能对晶体硅晶圆实现优异的表面钝化。然而，在晶体硅晶圆上沉积a-Si:H时往往会产生不利的外延生长，从而降低钝化性能。本文研究了等离子体增强化学气相沉积（PECVD）参数（如气压（P）与电极间距（Di）的乘积及氢稀释比（R = SiH4/(H2 + SiH4)×100））的变化对钝化质量及硅异质结（SHJ）太阳能电池性能的影响。测量表明，高P×Di与大R值的合理组合可使钝化硅晶圆获得较高的少数载流子寿命（MCLT）。此外，钝化晶圆测得的MCLT变化趋势与所制备SHJ太阳能电池的开路电压（Voc）变化趋势一致。当晶圆表面外延生长被抑制到最低程度时，SHJ太阳能电池可获得高Voc。

    关键词： 等离子体增强化学气相沉积、非晶半导体、硅太阳能电池、异质结

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 太阳能电池生产中图案化工艺的高精度对准程序

    摘要： 我们提出了两种方法，用于在制造太阳能电池时实现图案化工艺之间的高精度对准。以两种不同的图案化工艺为例（其中一种是可调的激光工艺，另一种是不可调的丝网印刷工艺），我们阐述了这些方法的基本原理：通过离散网格点测量各工艺所施加结构的坐标（相对于参考坐标系），并选择能完整定义最终电池图案的网格点。随后根据丝网印刷工艺的图案调整激光工艺的网格点坐标，使激光通过连接校正后的网格点并按所需方向进行图案化加工。我们采用高精度离线坐标测量机或高分辨率在线相机系统（配合后续计算机数据处理）来实现图案坐标的高精度测量——后者能实现高通量生产，因而对太阳能电池的大规模制造具有重要价值。本文通过在"pPassDop"太阳能电池上调整局部激光工艺与后续丝网印刷步骤的对准过程来演示这两种方法，其中分别在独立电池批次中验证了上述两种坐标测定方案。目前我们的创新对准工艺已成功实现：在6英寸太阳能电池全区域内，将70微米宽的激光加工线与40微米宽的丝网印刷接触指精确匹配。

    关键词： PERL（钝化发射极背面点接触电池）、坐标校正、硅太阳能电池、图形化工艺、选择性发射极、PERC（钝化发射极背接触电池）、双面电池、对准、丝网印刷、pPassDop（磷扩散掺杂）、激光

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 质子辐射对多晶硅太阳能电池性能影响的理论研究

    摘要： 本研究的目的是探究硅太阳能电池在不同通量高能质子辐射（10 MeV）及恒定多光谱照射条件下的性能表现。目前已有多项关于辐射（质子、伽马、电子等）对太阳能电池影响的理论与实验研究，这些研究虽揭示了辐射对电池电学参数的影响规律，但未阐明其内在机理。本研究从原理层面系统解释了辐射影响太阳能电池的作用机制。通过引入高能粒子辐照下扩散长度的经验公式，我们建立了连续性方程、光电流密度、光生电压及动态结速度的新表达式，并基于这些方程研究了质子辐射条件下若干电学参数的变化规律。理论结果表明：辐射产生的缺陷改变了基区载流子分布与输运动力学特性，进而影响太阳能电池的电学参数（短路电流、开路电压、转换效率）。研究还发现，在低通量辐照时，隧道缺陷会导致结动态速度降低。本研究成果可为提升硅太阳能电池结区质量提供理论依据。

    关键词： 硅太阳能电池、质子辐射、扩散长度、电学参数、载流子分布、结动态速度

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE第34届微电子技术与器件研讨会(SBMicro) - 巴西圣保罗 (2019年8月26-30日)] 第34届微电子技术与器件研讨会(SBMicro) - 银纳米粒子对掺铽Tb<sup>3+</sup>的TeO<sub>2</sub>-ZnO玻璃覆盖硅太阳能电池的影响

    摘要： 本研究表明，在硅太阳能电池表面覆盖掺杂Tb3?的碲酸盐（TeO?-ZnO-Na?O-PbO）玻璃并添加银纳米粒子作为覆盖层，可提升电池效率。通过金属纳米粒子的等离子体共振优化Tb3?下转换过程，与未覆盖电池相比实现了约4.93%的效率提升。样品采用熔融淬火法制备，利用太阳光模拟器进行电学表征以获取电流-电压和功率-电压曲线。鉴于太阳光谱与硅太阳能电池光谱存在失配，本方法为增加紫外区向可见光区转换的光子数量提供了新途径，也为基于有机或无机材料的新光伏器件应用开辟了可能。

    关键词： 亚碲酸盐，硅太阳能电池，铽离子，效率，银纳米粒子

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [美国激光学会ICALEO? 2017：第36届国际激光与电光应用大会 - 美国佐治亚州亚特兰大市（2017年10月22日至26日）] 国际激光与电光应用大会 - 通过激光和等离子体处理降低硅太阳能电池的反射率

    摘要： 为确保光伏系统相比传统化石燃料的竞争力，必须降低光伏组件的生产成本并提高太阳能电池的效率。因此，通过激光和等离子体处理进行吸收优化来提升硅太阳能电池的结构效率。硅太阳能电池上的减反射层可减少电池表面反射，从而提高电池效率。为充分利用太阳辐射的能量潜力，必须进一步降低太阳能电池的反射率并最大化吸收率。为实现硅太阳能电池的最小反射和最大吸收，采用激光辐射和等离子体刻蚀方法对电池表面进行处理。激光辐射加工可在表面形成定义明确的周期性微结构，促进对太阳辐射中高能成分的吸收。随后的等离子体刻蚀工艺会在该微结构上形成纳米结构以降低反射率。这种表层结构的组合能在无需减反射层的情况下提升硅太阳能电池的效率。为达到最小反射和最大吸收效果，研究人员采用紫外/可见光谱仪和扫描电子显微镜，对通过浆料切割和金刚线切割的多晶硅片进行了激光与等离子体处理分析。

    关键词： 反射降低、激光处理、硅太阳能电池、等离子体处理、吸收增强

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 晶体硅太阳能电池金属化过程中银/玻璃相互作用的机理

    摘要： 为揭示晶体硅太阳能电池金属化过程中固体物质（银粉与玻璃粉）的相互作用，研究了玻璃粉对银粉烧结的影响及玻璃相中银胶体形成机制。结果表明：当混入适量玻璃粉时，银粉能生长为更大晶粒，这是因为玻璃熔体对银的腐蚀促使银烧结提前开始。这使得烧结银线的内部晶粒尺寸与电阻率与银浆中玻璃含量密切相关。随后发现，玻璃相中银胶体的形成是物理过程而非化学转化过程。以Pb-B-Zn-Al复合氧化物玻璃为例，提出了提高银在玻璃熔体中溶解度的可行策略。

    关键词： 银胶体形成、固体相互作用机制、金属化、玻璃腐蚀效应、硅太阳能电池

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 含硼与不含硼铝浆在晶体硅太阳能电池中的应用开发

    摘要： 改进铝合金化p?背?。╬?BSF）是实现高效硅太阳能电池的关键要求，这也是一项重要任务。提升BSF质量的方法之一是引入含硼的丝网印刷铝浆。本研究开发了两种铝浆并详细提供了配方：不含硼的丝网印刷铝浆（B-free-Al-paste）和含硼的丝网印刷铝浆（Al-B-paste）。通过测量方阻、载流子寿命和SIMS分析，优化了浆料成分，并主要从合金化和杂质特性方面进行了评估。采用Al-B-paste处理的硅片载流子寿命维持在约300μs，相对高于采用B-free-Al-paste处理的硅片。使用开发的浆料制造了p型硅太阳能电池，并与商用铝浆制造的电池进行了比较。在完全无真空的电池生产工艺下，实现了17.8%的最高效率，并对制造的太阳能电池进行了Suns-Voc分析。

    关键词： 硅太阳能电池，硼掺杂，铝浆

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 人工神经网络在硅太阳能电池制造前金属化接触电阻建模中的应用

    摘要： 本文介绍了人工神经网络在预测硅太阳能电池正面金属化接触电阻方面的应用。评估了所获正面电极特征对电池电性能的影响。光伏电池的正面电极采用丝网印刷（SP）法沉积，随后通过两种工艺制造：常规工艺（1. 红外带式炉共烧结）和非常规工艺（2. 选择性激光烧结）。利用传输线模型（TLM）研究了太阳能电池正面电极的电阻。通过Statsoft公司的Statistica Neural Network软件建立了人工神经网络。该网络能便捷地模拟所制正面金属化的接触电阻，有助于更优地选择生产工艺参数。实验筛选出与共烧结及选择性激光烧结技术相关的丝网印刷工艺建议，包括最佳浆料配比、硅基底形貌、共烧结温度、激光束功率及扫描速度等参数，旨在获得与基底结合良好、均匀熔融且正面电极-基底结电阻值较小的结构。所制正面金属化接触电阻的预测功能对制造商和设计者具有重要价值，既能满足客户质量要求，又能带来可量化的经济效益。

    关键词： 炉内混烧、丝网印刷、计算材料学、人工神经网络、选择性激光烧结、硅太阳能电池

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 烧结隧道氧化物钝化接触对晶体硅太阳能电池接触电阻率的贡献

    摘要： 本文研究了硅太阳能电池p型钝化接触的接触电阻率。我们的接触结构与烧结工艺兼容，该快速退火过程类似于太阳能电池制造中丝网印刷金属化烧结所用的工艺。研究发现，短时烧结过程会使掺杂层结晶，并使活性硼掺杂剂在选定烧结温度下达到溶解度浓度。接触电阻率对载流子密度和温度的依赖关系表明，空穴传输是晶圆表面氧化物隧穿效应与金属化肖特基势垒热电子场发射效应共同作用的结果。在理想烧结条件下，我们测得隐含开路电压高达720 mV，接触电阻率低至15 m·Ω·cm2。

    关键词： 硅太阳能电池，钝化接触，接触电阻率

    更新于2025-09-16 10:30:52