Разработка технологии гетероструктурных солнечных элементов на кристаллическом кремнии с использованием промышленных реакторов плазмохимического осаждения

• Автор: Орехов, Дмитрий Львович
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 124 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Общие сведения

1.2 Концепция гетероструктурных элементов

1.3 Подложки и приготовление поверхности

1.4 Осаждение тонких пленок а-БгН

1.4.1 Собственные тонкие пленки а-БгН

1.4.2 Легированные слои а-БгН

1.4.3 Поглощение в а-БкН тонких пленках

1.5 Прозрачный проводящий оксид
1.6 Металлизация
1.7 Результаты по кремниевым гетероструктурным СЭ
ГЛАВА 2. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ Н1Т ЭЛЕМЕНТОВ
2.1 Основные физические соотношения, определяющие эффективность Н1Т СЭ
2.2 Оптимизация характеристик Н1Т элемента
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГЕТЕРОСТРУКТУРНЫХ ФЭП НА КРЕМНИИ
3.1 Пассивация пластин монокристаллического кремния
3.1.1 Оптимизация режимов пассивации и определение эффективной
площади реактора КА
3.1.2 Определение допустимого времени хранения пластин
после хим. обработки
3.1.3 Разработка прозрачного контакта
3.2 Разработка контактной сетки
3.2.1 Контактное сопротивление материалов к 1ТО
3.2.2 Сопротивление паст на 1ТО
3.2.3 Нанесение контактной сетки методом трафаретной печати
3.2.4 Пайка металлических лент
3.2.5 Контактирование тыльной стороны
3.3 Разработка прототипа паллеты для загрузки пластин в реакторы

3.3.1 Требования к паллете
3.3.2 Материалы для изготовления паллет
3.3.3 Конструкция паллет
3.3.4 Макет упрощенной паллеты
3.4 Разработка процедуры текстурирования поверхности пластин
3.4.1 Обработка кремниевых подложек в химических растворах
3.4.1.1 Химическая очистка в растворах ЯСА
3.4.1.2 Удаление нарушенного слоя (химическое полирование)
3.4.1.3 Текстурирование
ЗАЛА Пассивация
3.4.2 Экспериментальные работы
3.4.2.1 Очистка текстурированных пластин
3.4.2.2 Процедуры изготовления текстурированной кремниевой подложки
3.5 Изготовление HIT элементов с эффективностью свыше 20 %
3.5.1 Изготовление образцов HIT элементов
3.5.2. Исследование стабильности параметров HIT структур
3.5.3. Изготовление прототипов солнечных элементов HIT
3.5.3.1 Химическая обработка и текстурирование
3.5.3.2 Формирование гетеропереходов при помощи реакторов KAI
3.5.3.3 Завершение изготовления прототипов
и измерения их параметров
3.5.3.4. Анализ результатов изготовления
прототипов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

разработанной фирмой Day4 Energy (Канада) [92]. При применении описанной в [92] схемы контактирования удалось получить КПД модуля в 19,3%, что было подтверждено сертификационным центром.
Увеличение стоимости серебра на рынке подталкивают исследователей и разработчиков к развитию других типов паст на основе меди [93]. Так как ITO образует хороший контакт с металлами [94], в том числе с медью, такие пасты являются привлекательными с точки зрения будущего применеия в кремниевых гетероструктрных элементах. Возможно даже более привлекательным является покрытие медью. Потенциальная возможность ее применения для формирования контактов с фронтальной стороны СЭ была продемонстрировано фирмой Канека (Япония) на полноразмерных модулях с эффективностью 22,1% [95].
1.7. Результаты по кремниевым гетероструктурным СЭ
Кремниевые гетероструктурные СЭ изготавливают на основе кремниевых пластин п- и p-типа. Многим группам исследователей уже удалось достичь результата в более чем 20% КПД и с Uxx более 700 мВ. Стоит отметить, что многие исследовательские лаборатории представляют свои результаты на пластинах толщиной 200 мкм, в то время, как рекордный СЭ фирмы Sanyo был получен на пластине толщиной 98 мкм. Это было достигнуто за счет высокоэффективной пассивации слоями a-Si:H, а также благодаря тому, что за счет использования таких тонких пластин удалось повысить Uxx до 745 мВ, что является наибольшим значением достигнутом для однопереходного элемента на основе кристаллического кремния. При сравнении этих результатов с максимально теоретически рассчитанными для толщины 100 мкм значением 769 мВ, видно, что этот результат достаточно высок [96]. При этом в этих расчетах указано, что для достижения таких высоких значений Uxx на практике, необходима разработка проводящих