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AG体育|【干货】单晶硅与多晶硅电池衰减特性研究

发布时间:2020-09-15 07:37:01来源:AG体育首页编辑:AG体育首页阅读: 当前位置:首页 > 灵异恐怖 > 手机阅读

AG体育:侧重研究直拉单晶硅电池及铸锭多晶硅电池波动的差异,以及造成差异构成的原因。结果表明,该差异的构成主要不受B-O复合体、碳含量、分凝系数及金属离子的影响。  章节  太阳电池和发电技术的大面积推展,对传统化石燃料发电技术构成了强劲冲击,在能源日益耗尽和环境污染日益激化的今天,其研究倍受注目。

太阳电池按照所用材料的区别,主要分成硅材料电池、半导体化合物电池、有机化合物电池,以及近年来研究活跃的钙钛矿电池。其中,硅材料电池中的晶体硅电池又分成单晶硅和多晶硅电池两大类,占有了90%左右的市场份额[1]。

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众所周知,单晶硅电池光致波动(LID)仍然是后遗症行业的众多难题,尤其是近年来新的研发和产业化的腐蚀发射极和局部腹认识(PERC)电池,其LID值堪称高达3%~5%;然而同为p型多晶硅电池的LID却一直较低。某种程度的掺入硼电池,有所不同的晶体生长方式最后造成有所不同的LID值。本文侧重研究LID的影响因素,以及有所不同晶体生长方式对LID值的影响。

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  1、LID的影响因素  影响LID的因素为:1)硼氧(B-O)复合体。B-O复合体是影响LID的主要因素之一,LID值与B浓度成正比,与O浓度平方成正比[2]。2)晶体内部碳(C)含量。

高浓度的C对B-O复合体不存在抑制作用[3]。3)分凝系数。氧在硅中的分凝系数为1.25,因此对于直拉单晶硅来说,头部的O含量比较较高,尾部比较较低;而对于铸锭多晶硅来说,底部再行凝结,则O浓度最低;顶部后凝结,则O浓度低于。

4)硼铁(Fe-B)对的分解成-填充模型。Fe-B对分解成Fe和B,低能级的Fe填充中心使硅片受到Fe污染,从而引发电池性能上升。  2、试验设计  2.1试验仪器  硅片C/O含量、少子寿命,以及硅片厚度等参数分别使用Nicolet8700傅立叶红外(FT-IR)光谱仪、德国SemilabWT-1000少子寿命测试仪、上海星纳MS203晶片多功能参数检测仪展开测试;电池光照处理使用上海太阳能工程技术研究中心HS1610C热斑耐久性试验装置;光照前后的电池性能参数测量使用德国H.A.L.M高精度I-V测量系统;使用中导光电设备有限公司的FL-01一体机展开硅片的光致发光(PL)和电池的电致发光(EL)测量。

  2.2试验样品及处置  样品收集完全相同电阻率(1~3)的铸锭多晶硅(MC-Si)及直拉单晶硅(CZ-Si),测试其原料硅片各项参数作过适当记录;然后将样品经过完全相同电池加工工艺处置后,分别挑选10片电池片,  使用热斑耐久性试验箱展开光照处理,光照强度1000W/m2,时间5h;使用完全相同系统测量光照后的电池性能参数,计算出来光照过程中波动比例。  3、结果与分析  硅片各项参数对应光致波动值见表格1,其中,波动1和波动2代表同一条件下电池波动的两次测试。由表格1由此可知,完全相同电阻率的MC-Si及CZ-Si波动的差异主要源于O浓度和C浓度的变化。

由于MC-Si铸锭过程中使用的是陶瓷坩埚,其主要化学成分SiO2(99%)、Al2O3(0.5%)、GaO(0.5%)和Si3N4涂层;而CZ-Si拉晶过程中使用石英玻璃坩埚,其主要化学成分是单一高纯度的SiO2(100%),并且使用高纯SiO2作为涂层材料[4]。  陶瓷坩埚本身的SiO2含量较石英玻璃坩埚偏高,并且Si3N4涂层中O含量较高显SiO2涂层偏高,从而造成多晶硅较单晶硅O含量显著偏高;此外,B-O复合体是影响LID的主要因素之一,LID值跟B浓度成正比,与O浓度平方成正比[2];所以说道,多晶硅O含量偏高是造成多晶硅电池波动偏高的主要原因(如图1右图)。

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  其次是碳含量,碳的分凝系数以及拉晶和铸锭过程中的热场产于的有所不同,导致MC-Si中C含量显著低于CZ-Si,而高浓度的C对B-O复合体不存在抑制作用[3]。这也是造成多晶硅电池波动高于单晶硅电池的原因之一如图2右图。另外,影响LID的因素还有分凝系数,O在硅中的分凝系数为1.25,对于CZ-Si来说,拉晶过程中头部再行凝结,因此头部O含量最低;随着熔体的增加,坩埚贡献的沉淀O的浓度再度减少,不受熔体对流的影响,晶体中O浓度后期再度增高;整个晶体中O浓度呈现出倒数变化的曲线关系,称作轴向O曲线[5]。而对于MC-Si来说,底部再行凝结,O浓度最低;顶部最后凝结,O浓度低于。

  MC-Si相比较CZ-Si晶界以及缺失较多,针对缺失否不会导致LID的差异这一问题,我们展开了研究,结果表明,缺失对LID影响并不大。这与王朋[6]等对关于MC-Si中缺失对LID的影响研究结果相吻合。。

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