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采用独立BBr3扩散工艺的绿激光掺杂选择性发射极，用于高效n型硅太阳能电池
摘要： 激光掺杂硼选择性发射极是实现高效n型硅太阳能电池低发射极复合、低接触电阻及优异蓝光响应的理想方案。然而硼扩散过程中形成的硼硅酸盐玻璃硼浓度较低，以及紫外激光的应用限制了该技术的商业化进程。本研究展示了针对绿光激光掺杂选择性发射极的分步BBr3扩散工艺：在(1)硼硅酸盐玻璃沉积与硼推进之间、(2)后氧化步骤之间实施激光掺杂，最终获得方阻比Rsheet,pt/Rsheet,ptt为95.0Ω/□/54.3Ω/□的优化发射极（p+区峰值浓度Nmax<1.4×101?cm?3）。相较于方阻88.9Ω/□、总饱和暗电流密度J0e,total=45.3fA/cm2、金属接触电阻ρc,metal=2.9mΩ/cm2的均匀发射极，最优激光掺杂选择性发射极使J0e,total降至31.1fA/cm2，ρc,metal低至1.0mΩ/cm2。模拟结果显示：相比参考电池（VOC=694.5mV，FF=81.14%，效率22.89%），采用优化激光掺杂发射极的电池VOC提升至699.6mV，FF达81.38%，效率增至23.13%。该绿光激光掺杂选择性发射极的分步BBr3扩散工艺仅需工业级绿光激光器与硼扩散炉（无需昂贵紫外激光器及其他复杂硼源），展现出良好的工业化应用前景。
关键词： 驱动进入，分离BBr3扩散，N型硅太阳能电池，氧化后处理，绿激光掺杂，选择性发射极
更新于2025-09-19 17:13:59
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太阳能电池生产中图案化工艺的高精度对准程序
摘要： 我们提出了两种方法，用于在制造太阳能电池时实现图案化工艺之间的高精度对准。以两种不同的图案化工艺为例（其中一种是可调的激光工艺，另一种是不可调的丝网印刷工艺），我们阐述了这些方法的基本原理：通过离散网格点测量各工艺所施加结构的坐标（相对于参考坐标系），并选择能完整定义最终电池图案的网格点。随后根据丝网印刷工艺的图案调整激光工艺的网格点坐标，使激光通过连接校正后的网格点并按所需方向进行图案化加工。我们采用高精度离线坐标测量机或高分辨率在线相机系统（配合后续计算机数据处理）来实现图案坐标的高精度测量——后者能实现高通量生产，因而对太阳能电池的大规模制造具有重要价值。本文通过在"pPassDop"太阳能电池上调整局部激光工艺与后续丝网印刷步骤的对准过程来演示这两种方法，其中分别在独立电池批次中验证了上述两种坐标测定方案。目前我们的创新对准工艺已成功实现：在6英寸太阳能电池全区域内，将70微米宽的激光加工线与40微米宽的丝网印刷接触指精确匹配。
关键词： PERL（钝化发射极背面点接触电池）、坐标校正、硅太阳能电池、图形化工艺、选择性发射极、PERC（钝化发射极背接触电池）、双面电池、对准、丝网印刷、pPassDop（磷扩散掺杂）、激光
更新于2025-09-16 10:30:52
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AIP会议录 [美国物理联合会出版社第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 摩洛哥非斯（2019年3月25-27日）] 第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 工业PERC太阳能电池工艺链适配电镀镍/铜/银正面接触金属化技术
摘要： 本文提出了三种缩小工业钝化发射极和背面电池（PERC）太阳能电池上丝网印刷银浆与镍/铜/银电镀正面接触金属化之间效率差距的方法。第一种方法是将POCl3扩散调整为适用于电镀接触的发射极剖面（降低峰值掺杂浓度）。第二种方法是调整磷硅玻璃（PSG）的激光过掺杂（LOD）工艺，使其选择性发射极特性与激光图案化和电镀工艺相匹配。第三种方法则是改变正面激光图案化与背面铝烧结的工艺步骤顺序。这三种方法均显示出极具前景的结果：在251.99平方厘米的电池面积上，实现了超过22%的转换效率和接近680毫伏的开路电压（VOC）。总体而言，这些数值均优于采用银浆丝网印刷及烧结工艺获得的参考值。未来发展中，开路电压达到685-690毫伏、转换效率约22.5%的目标极有可能实现。
关键词： 激光过掺杂、镍/铜/银镀层正面接触、PERC太阳能电池、选择性发射极、三氯氧磷扩散
更新于2025-09-12 10:27:22
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选择性超薄膜与腔体反射器在太阳能热光伏能量转换中的理论分析
摘要： 本研究对采用先前开发的选择性超薄膜作为太阳能吸收体和热发射体，并配备腔体反射器以提升性能的低浓度太阳能热光伏(STPV)系统进行了详细的理论分析。当与InGaAsSb电池配对时，初始超薄膜结构在50倍聚光条件下显示出7.1%的STPV系统效率，根据能量损失分析，约一半的入射太阳能通过吸收体顶表面的热辐射损失。为提升STPV系统性能，在50倍聚光条件下优化了太阳能吸收体和热发射体的超薄膜层厚度，将STPV系统效率从7.1%提高到10.2%。此外，考虑在吸收体上方设置腔体反射器以回收从吸收体顶表面发射的红外光子。讨论了腔体反射器的尺寸和反射率对效率的影响。结果表明，在50倍聚光条件下，采用理想反射器构成的腔体可使优化后的超薄膜基STPV系统效率从10.2%提升至17.4%。
关键词： 太阳能，选择性发射极，超薄膜，热光伏
更新于2025-09-11 14:15:04
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具有选择性发射极和基于多晶硅钝化接触的高效n型硅PERT双面太阳能电池
摘要： 双面晶体硅（c-Si）太阳能电池因其正面高效率和背面额外发电增益而备受关注。本文展示了一种具有正面选择性发射极（SE）和基于多晶硅（poly-Si）钝化接触的n型钝化发射极背面全扩散（n-PERT）双面c-Si太阳能电池。SE通过基于正面硼扩散p+发射极的激光掺杂工艺形成。由成本效益高的硝酸氧化法制备的约1.5纳米厚纳米层SiOx和磷掺杂多晶硅组成的poly-Si钝化接触，展现出优异的钝化效果，实现了高开路电压。我们成功制备了大尺寸（156×156 mm2）n-PERT双面太阳能电池，最高效率达21.15%，同时具有优异的40.40 mA/cm2短路电流密度。理论计算进一步表明：若界面缺陷态密度从1×101? cm?2/eV降低一个数量级，SiOx纳米层最佳厚度将从1.5 nm增至1.8 nm；通过优化功能材料和界面层参数，电池效率可提升至24.64%，开路电压超过0.720 V。本研究表明，由于工艺与现有生产线兼容，低成本高效n-PERT双面c-Si电池的产业化具有可行性。
关键词： n型PERT双面电池、纳米层SiOx、基于多晶硅的钝化接触、c-Si太阳能电池、选择性发射极
更新于2025-09-11 14:15:04
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高温选择性发射极设计与材料：用于热光伏的氮化钛铝合金
摘要： 热光伏（TPV）系统的效率关键取决于发射体的光谱选择性与稳定性，该发射体在超过1000°C的高温下可能运行最有效。我们通过计算设计并实验验证了一种基于多层纳米结构的新型选择性发射体设计，该设计对非正入射发射角具有强鲁棒性。通过对简单发射体设计的材料与温度兼容性空间进行计算搜索，我们发现了新材料类别，并确定了数种有前景的多层纳米结构设计方案，适用于TPV吸收体和发射体应用。其中一种结构由薄型（<100 nm）可调谐TixAl1?xN（TiAlN）吸收体与难熔氧化物布拉格反射器组成，该结构生长在钨金属箔上。与模拟结果一致，该发射体在至少1小时高温（>800°C）运行条件下，实现了创纪录的光谱效率（43.4%）和功率密度（3.6 W/cm2）。
关键词： 太阳能热光伏技术、氮化钛铝、选择性发射极、光学涂层、原子层沉积
更新于2025-09-11 14:15:04