朱彦斌ALDAl2O3表面钝化性能及电池制备工艺研究.pptx

中山大学太阳能系统研究所Sun Yat-Sen University Institute for Solar Energy Systems1可编辑版中山大学太阳能系统研究所ALD-Al2O3表面钝化性能及电表面钝化性能及电池制备工艺研究池制备工艺研究 报告人：朱彦斌报告人：朱彦斌中山大学太阳能系统研究所2可编辑版中山大学太阳能系统研究所硅片减薄主要内容主要内容一、研究背景二、ALD-Al2O3钝化性能研究三、电池制备工艺探讨四、结论及展望3可编辑版中山大学太阳能系统研究所一、研究背景一、研究背景太阳电池成本控制太阳电池成本控制效率硅片厚度成本降低350m270m240m200m180m.160m.?4可编辑版中山大学太阳能系统研究所硅片厚度降低带来的影响硅片厚度降低带来的影响1）背面复合增加2）长波光吸收降低3）电池片翘曲增加 电池效率与硅片厚度及背面复合速率关系Armin G.Aberle.Surface passivation of crystalline silicon solar cells:A review.Prog.Photovolt:Res.Appl,2000;8:473-487.电池效率与硅片厚度及背反射率的关系5可编辑版中山大学太阳能系统研究所怎样解决以上问题怎样解决以上问题？6可编辑版中山大学太阳能系统研究所二、二、ALD-Al2O3钝化性能研究钝化性能研究1.ALD-Al2O3起始状态Al(CH3)3 化学吸附净化H2O化学吸附净化B.Hoex,M.C.M.van de Sanden,and W.M.M.Kessels Plasma&Materials Processing,Department of Applied Physics Eindhoven University of Technology(TU/e)7可编辑版中山大学太阳能系统研究所2.ALD-Al2O3的特点：的特点：沉积温度低，200400薄膜厚度易控制，精确度高钝化性能良好可满足工业化生产（3000片/h）8可编辑版中山大学太阳能系统研究所3.ALD-Al2O3的钝化性能：的钝化性能：未沉积 Al2O325nm Al2O3 50nm Al2O3 75nm Al2O3 100nm Al2O34.43.844.75.115.617.818.618.8未沉积Al2O3退火前退火后少子寿命测试结果，左图为ALD不同厚度Al2O3前后及退火前后少子寿命测试结果（s），右图为沉积100 nm Al2O3退火前后少子寿命测试结果，退火温度450C，时间30min测试样品示意图9可编辑版中山大学太阳能系统研究所退火温度对Al2O3钝化性能的影响退火温度对钝化性能的影响（时间20 min，氮气气氛，5片平均值）40045047550052555002468101214161820退火前退火后10可编辑版中山大学太阳能系统研究所退火时间对Al2O3钝化性能的影响51015202530051015202530退火前退火后退火时间对钝化性能的影响（温度475，氮气气氛，5片平均值）11可编辑版中山大学太阳能系统研究所Al2O3钝化薄膜的高温稳定性8808909009109200510152025处理前高温后不同烧结温度对Al2O3钝化薄膜钝化性能影响12可编辑版中山大学太阳能系统研究所假设在硅基体中只发生俄歇（Auger）复合，利用S.Glunz等人提出的俄歇复合模型，由eff测量到的有效少子寿命；b硅片体寿命；W硅片厚度；Seff表面复合速率；Dn电子扩散常数。可计算得到在ALD-Al2O3钝化层前，硅片的表面复合速率为2.34103/s，ALD-Al2O3钝化层后表面复合速率为3.09102/s，表面复合速率降低一个数量级。13可编辑版中山大学太阳能系统研究所三、电池制备工艺探讨三、电池制备工艺探讨ALD-Al2O3背面钝化电池结构示意图实验流程图14可编辑版中山大学太阳能系统研究所背面电极制备的几种方法：背面电极制备的几种方法：15可编辑版中山大学太阳能系统研究所LFC电极金相图像16可编辑版中山大学太阳能系统研究所LFC电极轮廓表征17可编辑版中山大学太阳能系统研究所LFC电极SEM图像18可编辑版中山大学太阳能系统研究所LFC电极区成分分析19可编辑版中山大学太阳能系统研究所00.20.40.60.800.050.10.150.20.250.30.350.4IV CharacteristicVoc 610 mVIsc 36.8 mA/cm2FF 71.3%Eff 16.02%电池I-V性能测试电极间距电极大小电极区成分LFC后退火处理？20可编辑版中山大学太阳能系统研究所四、结论及展望四、结论及展望ALD-Al2O3薄膜需要通过退火过程来得到其钝化性能；ALD-Al2O3薄膜可以在高温下保持其钝化性能，可以适应 太阳电池生产过程；ALD-Al2O3具有良好的钝化效果,电池表面复合速率由钝化 前的2.34103/s下降到钝化后的3.09102/s，下降一个数 量级；利用LFC制备基于背面钝化的太阳电池，LFC背面电极的形貌及 物质成分组成对电池性能影响很大，需要优化工艺；ALD-Al2O3未来可能在制备高效电池中得到大规模的应用。21可编辑版Thank you!Thank you!22可编辑版