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1、EGING PV FOR THE WORLDEGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PVEGING PV FOR THE WORLDEGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV不同电阻率太阳能电池制作工艺探索及电性能
2、研究不同电阻率太阳能电池制作工艺探索及电性能研究 报告人：屈报告人：屈 莹莹EGING PV FOR THE WORLDEGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV报告内容简介引言引言不同电阻率单晶硅片工艺探索实验及讨论不同电阻率单晶硅片工艺探索实验及讨论不同电阻率单晶电池片衰减研究不同电阻率单晶电池片衰减研究结论结论EGING PV FOR THE WORLDEGING PV FOR THE WORLD
3、常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV引言 对于硅材料，所有的非硅元素都是杂质对于硅材料，所有的非硅元素都是杂质 。 电阻率的测试比较简单，用简单的四探针即可完成，因此，电阻率电阻率的测试比较简单，用简单的四探针即可完成，因此，电阻率的大小通常被用做检验掺杂量多少的标准。的大小通常被用做检验掺杂量多少的标准。 EGING PV FOR THE WORLDEGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公
4、司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV 硼（硼（B）杂质在硅中的分凝系数）杂质在硅中的分凝系数K0 1，由于，由于杂质在熔化和凝固过程中会发生分凝效应，固杂质在熔化和凝固过程中会发生分凝效应，固相中的杂质浓度分布情况：头部低尾部高，杂相中的杂质浓度分布情况：头部低尾部高，杂质向尾部聚集，因此，质向尾部聚集，因此，单晶硅棒从头端到尾端，单晶硅棒从头端到尾端，其电阻率有明显的变化规律，常规的其电阻率有明显的变化规律，常规的掺硼掺硼P型硅型硅棒越接近尾端其电阻率值越小。棒越接近尾端其电阻率值越
5、小。 在工业生产中，将电阻率不符合段切除重在工业生产中，将电阻率不符合段切除重新回炉，因此，研究不同电阻率电池片的性能新回炉，因此，研究不同电阻率电池片的性能也是节约拉晶成本的一个方面。也是节约拉晶成本的一个方面。EGING PV FOR THE WORLDEGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV 据不完全统计，据不完全统计，市场上无论市场上无论P型、型、N型还是型还是P/N型，均有较明细的电阻率分类
6、。型，均有较明细的电阻率分类。 P P型型6.0N N型型0.56.06.0P/NP/N0.26.0 国内外大量采用的国内外大量采用的P型型衬衬底底电电阻率阻率为为0.5-3cm硅片硅片，制作制作电电池片效率可达池片效率可达 17.8%，而也会出，而也会出现电现电阻率阻率为为3-6cm硅片，其硅片，其转转化效率化效率相相对较对较低。而低。而电电阻率阻率6.0 cm和和10四类四类硅片的相关性能，并将其制作电池，对其电池性能以及衰减性能的变化趋势进行硅片的相关性能，并将其制作电池，对其电池性能以及衰减性能的变化趋势进行了分析。了分析。 EGING PV FOR THE WORLDEGING PV
7、 FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV 不同电阻率单晶硅片工艺探索实验及讨论1、选材、选材硅片硅片尺寸尺寸125125厚度厚度18020um硅片型号硅片型号 P型型 测试设备测试设备四探四探针针将其按照将其按照0.5-3cm、3-6cm、6-10cm和和10cm进行分类进行分类EGING PV FOR THE WORLDEGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Ch
8、angzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV电阻率离散分布图电阻率离散分布图 随着随着电电阻率的增阻率的增大其硅片片内及大其硅片片内及片片间电间电阻率均匀阻率均匀性性变变差，尤其是差，尤其是10cm硅片最硅片最为为明明显显。EGING PV FOR THE WORLDEGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV
9、0.5-3cm 10cm测试：测试：WT-2000 硅片：未处理硅片：未处理 2、少子寿命测试、少子寿命测试原片原片少子寿命分布少子寿命分布对比对比图图相同相同点：点：1、其硅片边缘少子偏其硅片边缘少子偏小，这与晶棒切片前的小，这与晶棒切片前的处理有关，边缘的缺陷处理有关，边缘的缺陷较多导致。较多导致。2、两者少子寿命平均两者少子寿命平均值均在值均在1.5us左右，没左右，没有明显的差别。有明显的差别。这是因这是因为硅片在进行少子寿命为硅片在进行少子寿命测量时没有进行任何钝测量时没有进行任何钝化处理，受到表面符合化处理，受到表面符合而导致的，因此，测得而导致的，因此，测得的硅片有效寿命较低的硅
10、片有效寿命较低。不同点：不同点：高电阻率硅片高电阻率硅片其少子呈同心圆状，而其少子呈同心圆状，而低电阻率硅片没有明显低电阻率硅片没有明显的图形，的图形，但均匀性相对但均匀性相对较好。较好。EGING PV FOR THE WORLDEGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV晶体生长的热对流形式晶体生长的热对流形式拉制晶棒的过程中，由于硅沿着坩拉制晶棒的过程中，由于硅沿着坩埚壁上升，在对流无规则和不稳定埚
11、壁上升，在对流无规则和不稳定时，溶液表现为间歇的释放热量时，溶液表现为间歇的释放热量（卷流），而卷流影响了晶锭径向（卷流），而卷流影响了晶锭径向杂质分布的均匀性。杂质分布的均匀性。EGING PV FOR THE WORLDEGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV碱制绒碱制绒 扩散扩散等离子刻蚀等离子刻蚀PSGPECVD丝网印刷丝网印刷3、电池制作、电池制作烧结测试烧结测试选取不同电阻率四类硅片采选取
12、不同电阻率四类硅片采用正常扩散工艺，配合生产用正常扩散工艺，配合生产烧结工艺，得出电性能变化烧结工艺，得出电性能变化趋势趋势选取选取0.5-3 cm和和3-6 cm两组硅片，进行调试对比两组硅片，进行调试对比EGING PV FOR THE WORLDEGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV 在扩散前四种电阻在扩散前四种电阻率的硅片其少子寿命没率的硅片其少子寿命没有明显的变化，但在扩有明显的变化，但在
13、扩散后散后，p-n结的形成有利结的形成有利于基区电子的扩散，因于基区电子的扩散，因此此其少子寿命有明显的其少子寿命有明显的上升。上升。扩散后少子寿命变化趋势扩散后少子寿命变化趋势 扩散后少子比较扩散后少子比较随着电阻率的升高其扩散随着电阻率的升高其扩散后少子寿命后少子寿命增加幅度呈上增加幅度呈上升趋势。升趋势。 1010cmcm电电阻率硅片增加的幅度阻率硅片增加的幅度最最大，大，基本在基本在20us20us以上。以上。这与掺这与掺杂浓度有关，电阻率越大，杂浓度有关，电阻率越大，掺杂含量越少，其杂质浓掺杂含量越少，其杂质浓度越低，复合降低，提升度越低，复合降低，提升了体少子寿命。了体少子寿命。
14、/usEGING PV FOR THE WORLDEGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV相同扩散工艺相同扩散工艺扩散后方块电阻扩散后方块电阻/（/）up 10up 10cm50/4950/4950/4950/4949/4949/4949/4849/4848/4748/476-106-10cm47/4647/4648/4748/4746/4746/4747/4747/4748/4748/473-63-
15、6cm47/4547/4548/4748/4747/4547/4547/4647/4646/4546/450.5-30.5-3cm45/4445/4446/4646/4645/4545/4545/4445/4445/4545/45 扩散后方块电阻比较扩散后方块电阻比较 用相同的扩散工艺扩散后，用四探针测试其扩散后方块电阻发现：随着用相同的扩散工艺扩散后，用四探针测试其扩散后方块电阻发现：随着电阻率的增加，其扩散后的方阻有增大的趋势电阻率的增加，其扩散后的方阻有增大的趋势相同扩散工艺下，不同电阻率硅片方阻比较相同扩散工艺下，不同电阻率硅片方阻比较EGING PV FOR THE WORLDEGI
16、NG PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV 随着电阻率的随着电阻率的增加，最大输出功增加，最大输出功率有下降的趋势；率有下降的趋势；其填充因子呈下降其填充因子呈下降趋势。趋势。 开路电压和短开路电压和短路电流呈现相反的路电流呈现相反的变化趋势。变化趋势。相同烧结条件下，电性能参数随电阻率的变化趋势相同烧结条件下，电性能参数随电阻率的变化趋势EGING PV FOR THE WORLDEGING PV FOR
17、THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV40-4540-45/ /烧结烧结条件条件转转化效率化效率0.5-30.5-3cm高温高温烧结烧结17.66%17.66%3-63-6cm17.34%17.34%0.32%0.32%45-5045-50/烧结烧结条件条件转转化效率化效率0.5-30.5-3cm正常工正常工艺烧结艺烧结17.61%17.61%3-63-6cm17.50%17.50%0.11%0.11%50-5550-55/
18、烧结烧结条件条件转转化效率化效率0.5-30.5-3cm低温低温烧结烧结17.73%17.73%3-63-6cm17.66%17.66%0.07%0.07% 选择电阻率为选择电阻率为0.5-3cm和电阻率为和电阻率为3-6cm硅片，调硅片，调节其扩散方阻及烧结条件，对节其扩散方阻及烧结条件，对比其转换效率变化发现，在高比其转换效率变化发现，在高方阻的条件下，其两者转化效方阻的条件下，其两者转化效率差别最小，因此，对于稍高率差别最小，因此，对于稍高电阻率硅片而言，高方阻工艺电阻率硅片而言，高方阻工艺与其匹配性较好。与其匹配性较好。不同方阻、不同烧结工艺条件下，转化效率比较不同方阻、不同烧结工艺条
19、件下，转化效率比较EGING PV FOR THE WORLDEGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV不同电阻率单晶电池片衰减研究不同掺杂硅材料体少子寿命的光衰减行为不同掺杂硅材料体少子寿命的光衰减行为1、衰减机理EGING PV FOR THE WORLDEGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltai
20、c Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV掺硼掺硼Cz-Si Cz-Si 中影响光衰减的缺陷中心的反应可能为中影响光衰减的缺陷中心的反应可能为: : B5O（少子寿命高）（少子寿命高）lightannealing BO5（少子寿命低）（少子寿命低）EGING PV FOR THE WORLDEGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV电阻率为电阻率为1 cm
21、掺硼硅太阳电池的光衰减行为掺硼硅太阳电池的光衰减行为EGING PV FOR THE WORLDEGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV最大输出功率光衰减量对比最大输出功率光衰减量对比2、衰减对比电阻率分别为：电阻率分别为： 0.5-3cm 3-6 cm6-10 cm10 cm Eff=17%数量：数量：8片片衰减：衰减：4h与文献结论相符合与文献结论相符合EGING PV FOR THE WORLD
22、EGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV结论 通过实验对比分析可以看出，通过实验对比分析可以看出，0.5-3电阻率为太阳能电池制作最佳电阻率为太阳能电池制作最佳电阻率范围，并且其片间与片内的电阻率分布集中，说明晶体生长杂质均匀电阻率范围，并且其片间与片内的电阻率分布集中，说明晶体生长杂质均匀性很容易控制。但其电池光照下衰减相对较大；性很容易控制。但其电池光照下衰减相对较大； 扩散方阻在扩散方阻在50-
23、55/ 时时，高，高电电阻率与低阻率与低电电阻率阻率电电池片池片电电性能相差最小，性能相差最小，并且随着并且随着电电阻率的升高，其阻率的升高，其电电池片的衰减呈衰减池片的衰减呈衰减趋势趋势，10 cm电池片几电池片几乎不衰减。乎不衰减。 因此，高电阻率硅片匹配工艺与高方阻电池片工艺相似，另外结合其衰因此，高电阻率硅片匹配工艺与高方阻电池片工艺相似，另外结合其衰减小的特点，既能达到提高转化效率的目的又能提高硅棒利用率，进一步节减小的特点，既能达到提高转化效率的目的又能提高硅棒利用率，进一步节约成本。约成本。EGING PV FOR THE WORLDEGING PV FOR THE WORLD常州常州亿晶光电亿晶光电科技有限公司科技有限公司Changzhou EGING Photovoltaic Technology Co.,Ltd.亿晶光电亿晶光电EGING PVEGING PV谢谢 谢谢 ！
