晶體硅太陽能電池表面鈍化技術(shù)研究進(jìn)展

文/劉少華

隨著現(xiàn)在社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會事業(yè)中各項(xiàng)活動(dòng)也在不斷的增加，與此同時(shí)，能源的消耗量逐漸的加大，傳統(tǒng)的不可再生能源對于環(huán)境也存在一定的影響。在這樣的背景下，有效的開發(fā)新型環(huán)保的可再生能源，成為現(xiàn)在的重要工作。在諸多新型能源中，太陽能是一種取之不盡，用之不竭的無污染新型能源，并且，相較于其他能源來說，在轉(zhuǎn)變時(shí)也更為方便，因此，合理有效的開發(fā)太陽能成為新時(shí)代能源開發(fā)中的重要組成部分。就現(xiàn)在的實(shí)際情況來看，合理高效的轉(zhuǎn)化太陽能是現(xiàn)在太陽能運(yùn)用中的關(guān)鍵所在，現(xiàn)在我們對于太陽能的運(yùn)用相對還是較少的，還需要不斷的發(fā)展技術(shù)，從而更加高效的轉(zhuǎn)化太陽能以及不斷的降低運(yùn)用太陽能的成本。晶體硅太陽能電池是太陽能運(yùn)用中相對較多的一項(xiàng)技術(shù)，對于該項(xiàng)研究來說，再進(jìn)行太陽能轉(zhuǎn)化效率的提升是非常困難的，因此，這就需要進(jìn)行太陽能轉(zhuǎn)化成本的有效降低。降低晶體硅太陽能電池的成本，就需要有效的控制太陽能電池中硅片的厚度，不斷降低硅片厚度才能夠不斷的降低太陽能電池的生產(chǎn)成本。但與此同時(shí)，過度降低太陽能電池中硅片的厚度又會導(dǎo)致太陽能轉(zhuǎn)化效率的降低，因此，如何能夠在有效降低太陽能電池硅片厚度的基礎(chǔ)上而又不降低電池的轉(zhuǎn)化效率，這成為現(xiàn)在太陽能電池應(yīng)用過程中的重要問題。

1 硅片表面特性

對于硅片來說，表面復(fù)合就是指硅片的表面存在的復(fù)合過程，在整個(gè)復(fù)合的過程中，硅片中存在的部分粒子會受到硅片表面復(fù)合狀態(tài)的影響，而受到相應(yīng)的變化。硅片的表面主要會有以下三個(gè)方面的特點(diǎn)：首先是硅片的表面會進(jìn)行外來的帶有正、負(fù)電荷雜質(zhì)的吸附，這就會使其表面存在雜質(zhì)，從而也就會形成復(fù)合中心；其次是硅片運(yùn)用的過程中必然會涉及到硅片的切割，一旦進(jìn)行切割必然會對硅片表面造損傷，這就會使得硅片表面存在較多的缺陷甚至是畸變，這也會導(dǎo)致硅片表面增加復(fù)合中心；然后是對于硅晶體本身來說，由內(nèi)向外延伸的過程中，晶體表面會存在懸掛的粒子，這些粒子的存在也容易使得表面出現(xiàn)復(fù)合中心。

2 表面鈍化介質(zhì)薄膜研究

2.1 SiN x薄膜鈍化研究

對于晶體硅太陽能電池表面鈍化膜進(jìn)行研究，首先就要對SiN x 進(jìn)行研究，這在現(xiàn)代技術(shù)中應(yīng)用是較多的。SiN x 薄膜的制備方法是非常多的，但是根據(jù)現(xiàn)在我國應(yīng)用的實(shí)際情況來看，一般常用的方法是采用化學(xué)氣相沉積的方法，并通過采用等離子進(jìn)行加強(qiáng)。這種方法在現(xiàn)在SiN x 薄膜鈍化中應(yīng)用是相對較為廣泛的，具體的方式就是將SiN x 薄膜放置于氣壓較低的地方，然后利用低溫中等離子體的放電現(xiàn)象，將其進(jìn)行升溫并在其中加入適量的氣體，以使其進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而最終能夠在表面形成鈍化薄膜。

2.2 SiO 2疊層鈍化減反研究

在現(xiàn)在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，SiO2 薄膜鈍化主要采用的是熱氧化法，這種方法在現(xiàn)在的實(shí)際應(yīng)用中，也需要根據(jù)實(shí)際的需求，選擇不同的制作方法。對于熱氧化法來說，可以將其分為干氧氧化、濕氧氧化以及水汽氧化三種方法，這是根據(jù)氧化的氛圍進(jìn)行劃分的，最為常見的就是干氧氧化和濕氧氧化兩種。在實(shí)際的氧化過程中，主要就是將硅片放置于高溫石英爐管中，然后在其中的氧化物質(zhì)作用下就會產(chǎn)生SiO2 薄膜。

2.3 電池表面鈍化接觸技術(shù)研究

就現(xiàn)在的電池表面鈍化接觸技術(shù)的研究中，由德國研發(fā)的一項(xiàng)技術(shù)也在其中起著重要的作用，這就是隧穿氧化層鈍化接觸技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過程中主要是采用一層非常薄的氧化薄膜以及多晶硅層組成的，在其中能夠有效的實(shí)現(xiàn)粒子的選擇性通過，不同的粒子由于其不同的穿透能力而出現(xiàn)穿透鈍化層或者被阻擋的現(xiàn)象，這也就能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電池表面的鈍化，從而也就能夠有效的提升電池的轉(zhuǎn)化效率。對于該項(xiàng)技術(shù)的研究，現(xiàn)在還存在一些爭議，主要是認(rèn)為其中薄膜以及多晶硅層對于鈍化的接觸性會產(chǎn)生一定的影響。

3 存在的問題與展望

對于晶體硅太陽能電池表面鈍化的方法是非常多的，我國太陽能電池表面鈍化技術(shù)發(fā)展至今也已經(jīng)取得了較大的成就，但是其中仍存在一定的問題，影響其繼續(xù)前進(jìn)。例如，對于SiN x 表面鈍化來說，其短光波在表面還會造成較大的吸收導(dǎo)致復(fù)合速率產(chǎn)生，對于該速率還需要不斷的進(jìn)行降低；另外，在制備SiN x 薄膜時(shí)，薄膜的性質(zhì)、沉積條件以及工作的壓力、頻率等都會對薄膜產(chǎn)生一定的影響，這在未來的研究中還需要不斷的完善。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著現(xiàn)在我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的科學(xué)技術(shù)水平也在不斷的提升，尤其是在新能源的技術(shù)研發(fā)方面，我國的研究者也做出了較多的努力。隨著現(xiàn)在對于太陽能電池技術(shù)的不斷研發(fā)，晶體硅太陽能電池表面鈍化技術(shù)在不斷的創(chuàng)新發(fā)展，同時(shí)對于新材料的使用也在不斷的增多，這在一定程度上有效的提升了我國太陽能電池轉(zhuǎn)化效率，對于我國新能源的應(yīng)用來說有著重要的作用。就現(xiàn)在我國太陽能電池的發(fā)展來說，其中還存在一定的問題需要得到完善，這樣才能夠更好的實(shí)現(xiàn)新能源應(yīng)用的飛躍式發(fā)展。