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摘要：主要研究了不同方阻對(duì)高電阻率太陽(yáng)能電池片電性能的影響，高電阻率電池片其短路電流（Isc）、開(kāi)路電壓（Uoc）會(huì)隨著擴(kuò)散方阻的增大呈線性增長(zhǎng)，填充因子（FF） 會(huì)隨著擴(kuò)散方阻的增大呈線性減少，而光電轉(zhuǎn)換效率（Eta）會(huì)隨著擴(kuò)散方阻的增大先平緩增長(zhǎng)至峰值后迅速下降。

關(guān)鍵詞：高電阻率太陽(yáng)能電池片、擴(kuò)散方阻、電性能

中圖分類號(hào)：TM914.4+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

太陽(yáng)能電池是一個(gè)巨大的半導(dǎo)體二極管，以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。目前，光伏行業(yè)中硅太陽(yáng)能電池還是占主導(dǎo)位置。

太陽(yáng)能電池普遍使用硅晶體做基體，通常是將圓柱形的單晶硅棒切割成片，所以硅片的質(zhì)量在很大程度上決定了太陽(yáng)能電池的性能。

人們從石英砂中用碳還原的方法制得工業(yè)硅，但此時(shí)的工業(yè)硅純度不是很高，其中還含有鐵、鋁、鈣、鎂等很多金屬雜質(zhì)；然后，再提純?nèi)コ@些金屬雜質(zhì)，還原沉積出來(lái)高純的多晶硅；而多晶硅的純度并沒(méi)有達(dá)到太陽(yáng)能電池所要求的硅片的純度，所以還需進(jìn)一步提純制得單晶硅。

目前大多使用直拉法制造的單晶硅，在石英坩堝中將多晶硅加熱熔化，加入摻雜劑，用一小塊籽晶從熔融硅拉出圓柱形的單晶硅。由于摻雜的濃度不同，單晶硅的電阻率也會(huì)不同。硅片的電阻率的范圍相當(dāng)寬泛，可針對(duì)于太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō)，電阻率較低的硅片能得到較高的開(kāi)路電壓和光電轉(zhuǎn)換效率，高電阻率硅片制成的太陽(yáng)能電池的開(kāi)路電壓較低，進(jìn)而導(dǎo)致填充因子下降，所以轉(zhuǎn)換效率很低[1、2]。

近幾年，我國(guó)的硅片生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)有了相當(dāng)大的進(jìn)步，但是還是不能精確地控制硅片的電阻率值，只能將硅片的電阻率控制在一定范圍內(nèi)，所以對(duì)于部分高電阻率的硅片，需要人們更加了解它們的性能進(jìn)而提高其光電轉(zhuǎn)換效率[3-5]。

1 實(shí)驗(yàn)

本文選取電阻率在3.5-4.5Ω·cm范圍內(nèi)的高電阻率的單晶硅片210片，規(guī)格為156mm×156mm，厚度為200μm。首先在210片硅片表面利用堿腐蝕制備絨面結(jié)構(gòu)，即在硅表面利用硅的各向異性腐蝕制得千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)小金字塔，形成陷光，增加光的吸收，提高電池的短路電流和轉(zhuǎn)換效率。清洗后進(jìn)行制p-n結(jié)，也就是在硅片表面摻雜與硅片基體雜質(zhì)導(dǎo)電類型不同的雜質(zhì)層。目前，硅太陽(yáng)能電池常用的方法在高溫下在P型硅中摻雜Ⅴ族雜質(zhì)或在n型硅中摻雜Ⅲ族

雜質(zhì)，由于高溫作用雜質(zhì)元素通過(guò)熱擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)進(jìn)入基體，而雜質(zhì)的濃度和p-n結(jié)的深度因雜質(zhì)的元素種類、初始濃度和擴(kuò)散溫度而異。這種擴(kuò)散的分布方式對(duì)電池的電性能影響很大，因工藝不同，擴(kuò)散分布方式也不同。而在擴(kuò)散環(huán)節(jié)，將210片硅片分成7組，這7組分別進(jìn)行擴(kuò)散，最后這7組制得的方阻分別為70Ω、75Ω、80Ω、85Ω、90Ω、100Ω、105Ω。然后分別除去背結(jié)，再通過(guò)化學(xué)氣相沉積法制減反射膜。最后用絲網(wǎng)印刷的方法印刷電極并燒結(jié)成片。

取這7組不同方阻的電池片進(jìn)行電性能檢測(cè)，并分別收集電性能數(shù)據(jù)。