朱彦斌--ALD-Al2O3表面钝化性能及电池制备工艺研究

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,ALD-Al,2,O,3,表面钝化性能及电池制备工艺研究,报告人：朱彦斌,中山大学太阳能系统研究所,硅片减薄,主要内容,一、研究背景,二、,ALD-Al,2,O,3,钝化性能研究,三、电池制备工艺探讨,四、结论及展望,一、研究背景,太阳电池成本控制,效率,硅片厚度,成本降低,350m,270m,240m,200m,180m,.,160m,.,?,硅片厚度降低带来的影响,1,）背面复合增加,2,）长波光吸收降低,3,）电池片翘曲增加,电池效率与硅片厚度及背面复合速率关系,Armin G.Aberle.Surface passivation of crystalline silicon solar cells:A review.Prog.Photovolt:Res.Appl,2000;8:473-487.,电池效率与硅片厚度及背反射率的关系,怎样解决以上问题？,二、,ALD-,Al,2,O,3,钝化性能研究,1.ALD-Al,2,O,3,起始状态,Al(CH,3,),3,化学吸附,净化,H,2,O,化学吸附,净化,B.Hoex,M.C.M.van de Sanden,and W.M.M.Kessels,Plasma&Materials Processing,Department of Applied Physics Eindhoven University of Technology(TU/e),2.ALD-Al,2,O,3,的特点：,沉积温度低，,200400,薄膜厚度易控制，精确度高,钝化性能良好,可满足工业化生产（,3000,片,/h,）,3.ALD-Al,2,O,3,的钝化性能：,少子寿命测试结果，左图为,ALD,不同厚度,Al,2,O,3,前后及退火前后少子寿命测试结果（,s,），右图为沉积,100 nm Al,2,O,3,退火前后少子寿命测试结果，退火温度,450C,，时间,30min,测试样品示意图,退火温度对,Al,2,O,3,钝化性能的影响,退火温度对钝化性能的影响,（时间,20 min,，氮气气氛，,5,片平均值）,退火时间对,Al,2,O,3,钝化性能的影响,退火时间对钝化性能的影响,（温度,475,，氮气气氛，,5,片平均值）,Al,2,O,3,钝化薄膜的高温稳定性,不同烧结温度对,Al,2,O,3,钝化薄膜钝化性能影响,假设在硅基体中只发生俄歇（,Auger,）复合，利用,S.,Glunz,等人提出的俄歇复合模型，由,eff,测量到的有效少子寿命；,b,硅片体寿命；,W,硅片厚度；,S,eff,表面复合速率；,D,n,电子扩散常数。,可,计算得到在,ALD-Al,2,O,3,钝化层前，硅片的表面复合速率为,2.34,10,3,/s,，,ALD-Al,2,O,3,钝化层后表面复合速率为,3.09,10,2,/s,，表面复合速率,降低一个数量级,。,三、电池制备工艺探讨,ALD-Al,2,O,3,背面钝化电池结构示意图,实验流程图,背面电极制备的几种方法：,LFC,电极金相图像,LFC,电极轮廓表征,LFC,电极,SEM,图像,LFC,电极区成分分析,V,oc,610 mV,I,sc,36.8 mA/cm,2,FF 71.3%,Eff 16.02%,电池,I-V,性能测试,电极间距,电极大小,电极区成分,LFC,后退火处理,？,四、结论及展望,ALD-Al,2,O,3,薄膜需要通过退火过程来得到其钝化性能；,ALD-Al,2,O,3,薄膜可以在高温下保持其钝化性能，可以适应,太阳电池生产过程；,ALD-Al,2,O,3,具有良好的钝化效果,电池表面复合速率由钝化,前的,2.34,10,3,/s,下降到钝化后的,3.09,10,2,/s,，下降一个数,量级；,利用,LFC,制备基于背面钝化的太阳电池，,LFC,背面电极的形貌及,物质成分组成对电池性能影响很大，需要优化工艺；,ALD-Al,2,O,3,未来可能在制备高效电池中得到大规模的应用。,