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  • P型硅電池效率超過26% 詳解德國POLO-IBC技術(shù)

    2018-08-15 16:39:56 北極星太陽能光伏網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評論 (0)
    德國哈梅林太陽能研究所(ISFH)與漢諾威大學(xué)日前宣布研制出了效率達(dá)到26.1%的太陽能電池,結(jié)果經(jīng)過ISFH檢測中心的認(rèn)證。ISFH稱這是目前世界上效率最高的p型硅太陽能電池,也是歐洲目前效率最高的電池。

    前言:德國哈梅林太陽能研究所(ISFH)與漢諾威大學(xué)日前宣布研制出了效率達(dá)到26.1%的太陽能電池,結(jié)果經(jīng)過ISFH檢測中心的認(rèn)證。ISFH稱這是目前世界上效率最高的p型硅太陽能電池,也是歐洲目前效率最高的電池。

    該電池采用交錯背接觸結(jié)構(gòu)(IBC),正負(fù)電極均采用多晶硅氧化層(POLO)技術(shù)實(shí)現(xiàn)鈍化接觸。普通雙面電極的電池在使用鈍化接觸(包括HIT在內(nèi))時,雖然提高了鈍化效果和電壓,但由于鈍化層對光的吸收,電流有所損失,因此將鈍化接觸用在正面無遮擋的背接觸設(shè)計中就成為了一個兩全齊美的解決方案。日本鐘化公司正是采用異質(zhì)結(jié)背接觸技術(shù)取得了目前單晶硅電池的世界最高效率。此次ISFH效率達(dá)到26.1%效率的電池采用了FZ法的p型單晶硅片,電池面積4cm2,開路電壓726.6mV,短路電流密度42.6 mA/cm2,填充因子84.3%。

    ISFH的Rolf Brendel教授表示,“我們的研究表明n型硅,硼擴(kuò)散和非晶硅都不是高效太陽能電池的必要因素,提高太陽能電池效率還有其他的技術(shù)路徑。”

    下面就讓我們看一下ISFH的POLO-IBC工藝,記住這里的圖例,一會兒可能還要回來看。

    首先使用熱生長在硅片兩面得到2.2nm氧化層,LPCVD沉積本征多晶硅

    使用硼離子注入將背面的多晶硅摻雜為p型

    背面使用光刻技術(shù)開孔,留光刻膠作為阻隔層,兩面離子注入進(jìn)行磷摻雜,背面得到交錯的p和n摻雜區(qū)域

    高溫退火,在這一步中,正反兩面的鈍化薄層氧化硅厚度減少,局部形成微孔,而這也是POLO技術(shù)的核心,通過微孔(主導(dǎo))和隧穿共同實(shí)現(xiàn)電流的導(dǎo)通,POLO技術(shù)可以看作是納米尺度的背面局部接觸(PERC)。同時在這一步工藝中,兩面生長氧化層,正面摻雜的多晶硅對硅片起到吸雜(Gettering)的效果

    去除正面氧化層,再使用光刻技術(shù)對背面氧化層開孔

    使用KOH刻蝕,正面制絨,背面斷開摻雜區(qū)域的銜接

    ALD生長20nm的AlOx用作鈍化,正面再用PECVD覆蓋SiNy/SiOz的減反射層,背面只覆蓋SiOz

    再次使用光刻對金屬接觸區(qū)域開孔

    背面蒸鍍鋁電極,然后濺射氧化硅

    最后使用化學(xué)法除去分隔溝中的金屬,完成被電極的分離。

    整套工藝可以說還是相對復(fù)雜,并且使用了多次光刻和需對準(zhǔn)的工藝。ISFH的技術(shù)人員也了解這一問題,目前正研究如何使用激光技術(shù)替換掉光刻。

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    責(zé)任編輯:蔣桂云

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