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70微米以下无切缝外延硅及减薄Cz/FZ硅箔的独立与支撑加工制备太阳能电池：近期进展与挑战综述

DOI：10.1016/j.solmat.2019.110108 期刊：Solar Energy Materials and Solar Cells 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 2018年晶体硅组件中昂贵硅(Si)材料的用量已降至每瓦峰值4克，这主要得益于硅片厚度减小、锯缝损耗降低以及组件效率提升。随着传统多线切割硅锭技术的持续进步，最终可能生产出厚度低至100微米的硅片。在此基础上，无锯缝剥离技术正在研发中，该技术可实现远低于100微米的硅片厚度且硅锯缝废料可忽略不计。这类超薄硅片和硅箔比当前标准的165-180微米厚硅片重量更轻，同时具有显著的柔韧性和易碎性。这就要求重新思考如何在制造线上以高机械良率和大批量生产效率处理及加工薄硅来制造太阳能器件。本文全面概述了在薄硅箔上制造太阳能电池的不同方法，特别详细讨论了三种技术路径：(1)独立式薄硅加工；(2)以导电低成本硅衬底（"等效硅片"方案）机械支撑的薄硅加工；(3)与透明玻璃盖板键合的薄硅加工。针对每种情况，本文阐述了主要挑战并总结了近期应对进展。本研究采用通过多孔硅剥离和无锯缝减薄硅片（低于70微米）制备的50微米厚外延硅箔作为模型衬底。
作者： Hariharsudan Sivaramakrishnan Radhakrishnan，Valérie Depauw，Kris Van Nieuwenhuysen，Ivan Gordon，Jozef Szlufcik，Jef Poortmans
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

探索并比较在薄硅箔上制造太阳能电池的不同方法，重点研究独立式加工、导电低成本硅衬底支撑加工以及与透明玻璃盖板键合加工这三种工艺，以应对将薄硅材料处理并制成具有高机械成品率和产能的太阳能器件所面临的挑战。

研究成果

该论文得出结论：虽然独立加工薄硅箔因其易碎和柔韧性而具有挑战性，但采用支撑加工方法（如将其键合至低成本硅载体或玻璃衬底）提供了可行的解决方案。开发稳健的导电键合方法及抑制有机污染的工艺是推动薄硅箔太阳能电池技术发展的关键。论文建议进一步研发经济高效的加工方案，并采用适用于薄硅箔的低温双面电池技术。

研究不足

主要限制包括薄硅箔的易碎性和柔韧性，这增加了操作和加工的难度，以及来自粘结剂和低成本硅载体的污染风险。此外，当前的晶圆处理系统并未针对薄硅箔进行优化，丝网印刷也带来了重大挑战。

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