一步法黑硅制绒工艺新进展-吴俊桃

一步法黑硅制绒工艺新进展 吴俊桃、刘尧平、陈伟、赵燕、陈全胜、林珊、唐旱波、王燕、杜小龙 中国科学院物理研究所 北京普扬科技有限公司 松山湖材料实验 室 Email ypliuiphy.ac.cn 2018年 11月 中国科学院物理研究所 Institute of Physics， CAS 14th CSPV, Nov 8-10, 2018, Xi’an, China OUTLINE 2、倒金字塔黑硅制绒进展 3、总结与展望 1、背景 硅表面减反射结构 降低光学损失 表面制绒 A 1-R2 R10 R20 多晶硅制绒 单晶硅制绒 硅表面减反射结构 黑硅， R2，反射低 折射率渐变 两次反射 金字塔， R10，反射高 单晶无金属 多晶有金属 工 艺 切 换 复 杂 通用 倒金字塔制绒 倒金字塔， R5 三次反射 低反射 , 易钝化 , 低成本 理想结构 同时适用于 单晶和多晶 Inverted Pyramid-IP Institute of Physics OUTLINE 2、倒金字塔黑硅制绒进展 3、总结与展望 1、背景 黑硅的制备 --IP 我们的方法纳米金属催化刻蚀法从金、银到 铜 Y.Wang ,Y.P.Liu et.al., Scientific Reports. 5,10843 2015. Cu的各向异性沉积 黑硅的制备 --IP 工艺简单、低成本的 一步法黑硅 制绒 均匀性好、覆盖率高、 产线兼容 调控尺寸、单多晶兼容 Y.Wang ,Y.P.Liu et.al., Scientific Reports. 5,10843 2015. Cu NPs 各向异性沉积 Si各向异性刻蚀  Cu2得电子能力较弱  Si 100 , 111晶面提供电子速率具有差 异，（ 100） （ 111）  H2O2 注入空穴保证 Cu2还原与 Cu氧化 的动态平衡 光学性能研究  更多几率的三次及三次以上反射次数 光学性能研究 真正能实现低反射且易钝化、与产线很好匹配的倒金字塔结构， 同时倒金字塔制备工艺相对简单 Y.Wang ,Y.P.Liu et.al., Scientific Reports. 5,10843 2015. 大 IP基础上的尺寸调控 大倒金字塔结构上的尺寸调控，能更好的与后续产线匹配 2.5μm 2 μm 1.3μm IP结构尺寸的调控 不同晶向上，可以得到不同开口方向的倒金字塔结构； 更重要的是，我们实现了在大 IP结构上的尺寸调控 Juntao Wu, Yaoping Liu et.al., Solar Energy, 2018, 171, 675-680. 小 IP 中 IP 大 IP 400 600 800 1000 0 5 10 15 20 25 30 Re flectance Wa velengthnm 大 IP 中 IP 小 IP 黑硅制绒工艺新进展  不同尺寸的 IP在陷光方面均有优势，随着 IP尺寸的增加而增加 黑硅制绒工艺新进展 分组 电性能（ mono-like silicon， Al-BSF） Uoc mV Jsc mA/cm2 FF Eta Irev2 小 IP 0 0 0 0 0 中 IP 1.7 0.32 -0.53 0.092 0.166 大 IP 3.4 0.82 -0.35 0.440 0.431 大 IP-优化 6.0 0.80 -0.36 0.510 0.078  随着倒金字塔结构尺寸的增加，电性能提升有所增加；主要集中在短路 电流的提升； 大尺寸的倒金字塔结构在后道电池工艺经过一定优化后效率提升明显，特 别是开压，说 明 倒金字塔结构在提升效率方面很有优势 ； 整 体填充都偏低， 这与后道工艺的不匹配性相关 ，通过优化扩散、 PE及烧 结后，效率将有更进一步的提升 黑硅制绒工艺新进展 400 600 800 1000 20 40 60 80 100 EQE Wav elen gth n m 小 IP 中 IP 大 IP 大 IP- 优化 QE测试结果与电性能的表现基本一致，大尺寸结构在提升全波段响应 方面具有比较大的优势，特别是在短波方面； 后道电池工艺与结构的匹配很重要 OUTLINE 2、倒金字塔黑硅制绒进展 3、总结 1、背景 总结 实现了大面积、可控的倒金字塔结构的制备； 一步法黑硅制绒工艺简单，易于调控，与产线完美兼容，且同 时适用于单晶和多晶制绒，降低工艺切换带来的成本； 通过调控工艺参数，可以实现不同倒金字塔结构尺寸的调控； 倒金字塔结构在提升电池效率方面具有明显的优势，随着尺寸 的增加，效率提升会相对增加； 不同的绒面结构需要与后道工艺匹配，才能发挥其在提升电池 性能方面的优势 总结 -全黑硅 单晶 类单晶 多晶 Thanks for your attention