先進(jìn)清洗技術(shù)提高晶體硅太陽(yáng)能電池效率

引言

晶體硅光伏效率和場(chǎng)退化領(lǐng)域的技術(shù)差距/需求已經(jīng)被確定。效率低下和快速退化的原因可能有共同的根源。極少量的污染會(huì)導(dǎo)致光伏效率低下，并且在現(xiàn)場(chǎng)安裝后暴露在陽(yáng)光下時(shí)容易進(jìn)一步降低效率。在最近的試驗(yàn)中，我們進(jìn)行了同類最佳的清洗，將隱含的開(kāi)路電壓提高了3%。在批量和在線濕法清洗工具的分批生產(chǎn)試驗(yàn)中，紋理化后蝕刻導(dǎo)致多晶硅晶片上的單元效率絕對(duì)提高0.3%。

實(shí)驗(yàn)

光伏晶體應(yīng)用清潔化學(xué)的目標(biāo)是消除晶體襯底材料加工過(guò)程中產(chǎn)生的或無(wú)意中添加到制造環(huán)境中的表面污染物。清潔劑所針對(duì)的污染物是釋放到濕法處理槽中的金屬陽(yáng)離子。在處理晶片的正常過(guò)程中，兩個(gè)處理步驟對(duì)于損壞太陽(yáng)能電池表面是最關(guān)鍵的。下面討論這兩個(gè)步驟。首先是在紋理化蝕刻后去除污染物。紋理化蝕刻通過(guò)提供光學(xué)粗糙的表面來(lái)改變硅表面。紋理蝕刻從晶片上去除大塊材料。被去除的硅襯底中存在的任何污染物被釋放到紋理化浴中。在紋理化蝕刻之后，移除晶片并通過(guò)加入酸浴來(lái)中和。這種浴通常是氟化氫的稀溶液，有時(shí)也是氯化氫。晶片表面上存在的任何金屬污染物都轉(zhuǎn)移到該槽中。第二個(gè)處理步驟：略。

結(jié)果和討論

單晶硅后紋理和后清潔：根據(jù)測(cè)量的載流子壽命和載流子注入，計(jì)算出隱含的開(kāi)路電壓。在圖1中，后紋理干凈的結(jié)果顯示為后擴(kuò)散和后PSG。通過(guò)VOC的測(cè)定，psg后退火基質(zhì)的影響較小，但陽(yáng)性率仍為1.6%。我們不能假設(shè)PV效率方程中的所有其他變量(FF、ISC等)。是等價(jià)的，因?yàn)樗鼈儧](méi)有被測(cè)量。然而，VOC的大幅增加至少意味著一些顯著的改善，至少在那些影響VOC的材料方面。

使用80MW多晶硅生產(chǎn)線進(jìn)行這些實(shí)驗(yàn)。分批清潔生產(chǎn)線和在線清潔生產(chǎn)線上的分批試驗(yàn)。每個(gè)試驗(yàn)都進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。每組實(shí)驗(yàn)大約處理5000個(gè)晶片。報(bào)告的數(shù)據(jù)代表每個(gè)實(shí)驗(yàn)的平均測(cè)量值。圖2顯示了批量清洗生產(chǎn)線每個(gè)實(shí)驗(yàn)的絕對(duì)效率變化。實(shí)驗(yàn)調(diào)整了SX-E化學(xué)物質(zhì)的濃度和晶片在后紋理化浴中的停留時(shí)間。該批處理的優(yōu)化電池改善性能為0.26%。

結(jié)論

很明顯，鐵污染物的存在會(huì)對(duì)少數(shù)載流子壽命以及最終的太陽(yáng)能電池效率產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響。鐵和其他過(guò)渡金屬污染物的存在對(duì)太陽(yáng)能電池效率有害。SX-E清潔可以顯著減少這些污染物的存在，最終提高太陽(yáng)能電池的效率。SX-E清潔化學(xué)所展示的0.2%至0.3%的絕對(duì)效率提升為晶體太陽(yáng)能電池制造商提供了引人注目的優(yōu)勢(shì)。