光电薄膜的制备及其光电性质的研究(7)
时间:2017-02-16 17:01 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
下面介绍下目前比较成熟的一套制备轨迹薄膜的工艺流程： 2.2.1 硅片切割，材料准备 工业制作硅电池所用的单晶硅材料，一般采用坩锅直拉法制的单晶硅棒，原始的形状为圆柱形，然后切割成方形硅片（或多晶方形硅片），硅片的边长一般为10-15cm，厚度约200-350um，电阻率约1 的P型（掺硼）。 2.2.2 去除损伤层 硅片在切割过程会产生大量的表面缺陷，这就会产生两个问题，首先表面的质量较差，另外这些表面缺陷会在电池制造过程中导致碎片增多。因此要将切割损伤层去除，一般采用碱或酸腐蚀，腐蚀的厚度约10um。 2.2.3 制绒 制绒就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过酸或碱腐蚀，使其凸凹不平，变得粗糙，形成漫反射，减少直射到硅片表面的太阳能的损失。对于单晶硅来说一般采用NaOH加醇的方法腐蚀，利用单晶硅的各向异性腐蚀，在表面形成无数的金字塔结构，碱液的温度约80度，浓度约1-2%，腐蚀时间约15分钟。对于多晶来说，一般采用酸法腐蚀。 2.2.4 扩散制结 扩散的目的在于形成PN结，目前普遍采用磷做N型掺杂。由于固态扩散需要很高的温度，因此在扩散前硅片表面的洁净非常重要，要求硅片在制绒后要进行清洗，即用酸来中和硅片表面的碱残留和金属杂质。 2.2.5 边缘刻蚀、清洗 扩散过程中，在硅片的周边表面也形成了扩散层。周边扩散层使电池的上下电极形成短路环，必须将它除去。周边上存在任何微小的局部短路都会使电池并联电阻下降，以至成为废品。目前，工业化生产用等离子干法腐蚀，在辉光放电条件下通过氟和氧交替对硅作用，去除含有扩散层的周边。 扩散后清洗的目的是去除扩散过程中形成的磷硅玻璃。 2.2.6 沉积减反射层： 沉积减反射层的目的在于减少表面反射，增加折射率。广泛使用PECVD淀积SiN，由于PECVD淀积SiN时，不光是生长SiN作为减反射膜，同时生成了大量的原子氢，这些氢原子能对多晶硅片具有表面钝化和体钝化的双重作用，可用于大批量生产。 2.2.7 丝网印刷上下电极 电极的制备是太阳电池制备过程中一个至关重要的步骤，它不仅决定了发射区的结构，而且也决定了电池的串联电阻和电池表面被金属覆盖的面积。最早采用真空蒸镀或化学电镀技术，而现在普遍采用丝网印刷法，即通过特殊的印刷机和模版将银浆铝浆（银铝浆）印刷在太阳电池的正背面，以形成正负电极引线。 2.2.8 共烧形成金属接触 晶体硅太阳电池要通过三次印刷金属浆料，传统工艺要用二次烧结才能形成良好的带有金属电极欧姆接触，共烧工艺只需一次烧结，同时形成上下电极的欧姆接触。在太阳电池丝网印刷电极制作中，通常采用链式烧结炉进行快速烧结。 2.2.9 电池片测试 完成的电池片经过测试分档进行归类。 2.3 有机薄膜的制备 2.3.1配溶液 制备的给体受体复合体结构有机太阳能电池主要有ITO\PEDOT: PSS\P3HT:PCBM\Al结构以及ITO\PEDOT: PSS\MDMO-PPV: PCBM\AI。所配的溶液主要有三类: （1）为了研究溶剂选择对器件性能影响，将给体材料和受体材料分别溶于不同的溶剂成膜。 P3HT按2%的质量比溶于氯仿，PCBM按2%的质量比溶于氯苯，然后将两者共混配成溶液；P3HT和PCBM按质量比1:1混合，选择氯苯作为共溶剂，按混合材料2%的质量比溶于氯苯配成溶液；P3HT和PCBM按质量比1:1混合，选择四氢吠喃作为共溶剂，P3HT和PCBM共混材料按2%的质量比溶于四氢吠喃配成溶液；P3HT和PCBM按质量比1:1混合，选择二氯苯作为共溶剂，按混合材料2%的质量比溶于二氯苯配成溶液：MDMO-PPV和PCBM按质量比1:4混合，选择甲苯作为共溶剂，按混合材料2%的质量比溶于甲苯配成溶液；MDMO-PPV和PCBM按质量比1:4混合，选择二氯苯作为共溶剂，按混合材料2%的质量比溶于二氯苯配成溶液；MDMO-PPV和PCBM按质量比1:4混合，选择氯苯作为共溶剂，按混合材料2%的质量比溶于氯苯配成溶液； (责任编辑：qin) |