太阳能电池片制绒制备工艺毕业论文Word文件下载.docx

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2、保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。日期：年 月 日导师签名： 注 意 事 项1. 设计（论文）的内容包括：1） 封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2） 原创性声明3） 中文摘要（300 字左右）、关键词4） 外文摘要、关键词5） 目次页（附件不统一编入）6） 论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7） 参考文献8） 致谢9） 附录（对论文支持必要时）2. 论文字数要

3、求：理工类设计（论文）正文字数不少于1 万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2 万字。3. 附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4. 文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写 2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3） 毕业论文须用A4 单面打印，论文 50 页以上的双面打印4） 图表应绘制于无格子的页面上5） 软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5. 装订顺序1）

4、 设计（论文）2） 附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订摘要为了提高太阳电池的转换效率，降低表面的光反射，增加晶体硅对光的吸收效率。在太阳电池生产中对硅片进行腐蚀处理，目的是为了在硅片上获得表面绒面结构，这种绒面结构对提高晶体硅对光的吸收效率有着重要作用。对于单晶硅来说，采用碱溶液的各向异性腐蚀， 即可以在其（100）面得到理想的绒面结构；目前，多晶硅绒面技术主要有机械刻槽、等离子刻蚀（ RIE）和各向同性酸腐蚀。在这些工艺中，机械刻槽要求硅片厚度至少在 200 微米，等离子刻蚀（RIE） 需要相对复杂和昂贵的设备。因此在大规模工业化生产中，各向同性酸腐蚀是目前广泛

5、应用的多晶硅太阳电池绒面技术。本文主要介绍清洗绒面的基本原理及工艺流程，并结合个人在工作期间遇到的来料、制绒深度的控制、认为不当的操作问题。关键词：表面绒面结构；多晶硅；电池片。目录摘要2第一章绪论41.1 太阳能应用的前景41.2 本论文所研究的主要内容5 第二章太阳电池基础及制作工艺62.1 太阳电池的基本构造和工作原理6 2.2 太阳电池的简介8 第三章硅片的清洗与制绒9 3.1. 超声波清洗9 3.1.1 超声波清洗的原理9 3.1.2 超声清洗的优越性10 3.1.3 影响波清洗效果的因素10 3.2 硅片的制绒11 第四章 单晶 多晶的制绒工艺124.1 硅表面机械损伤层的腐蚀12

6、 4.2 制绒腐蚀的原理12 4.3 角锥体形成的原理14 4.4 陷光原理174.5 制绒因素的分析18 4.6 化学清洗原理21结 论22 致 谢23参考文献24 第1章 绪论1.1 太阳能应用的情景 太阳能发电是最理想的新能源，照射在地球上的太阳能非常巨大，大约 40 分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。从太阳能获得电力，需通过太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：无枯竭危险；绝对干净（无公害）；不受资源分布地域的

7、限制；可在用电处就近发电；能源质量高；使用者从感情上容易接受；获取能源花费的时间短。不足之处是：照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。要使太阳能发电真正达到实用水平， 一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本，二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。目前，太阳电地主要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。单晶硅太阳电池变换效率最高，已达 20以上，但价格也最贵。非晶态硅太阳电池变换效率最低，但价格最便宜，今后最有希望用于一般发电的将是这种电池。一旦它的大面积组件光电变换效率达到

8、10，每瓦发电设备价格降到12 美元时，便足以同现在的发电方式竞争。据专家预测，本世纪末便可达到这一水平。当然，特殊用途和实验室中用的太阳电池效率要高得多，如美国波音公司开发的由砷化镓半导体同锑化镓半导体重叠而成的太阳电地，光电变换效率可达 36，快赶上了燃煤发电的效率。但由于它太贵，目前只能限于在卫星上使用。太阳能发电虽受昼夜、晴雨、季节的影响。但可以分散地进行，所以它适于各家各户分激进行发电，而且要联接到供电网络上，使得各个家庭在电力富裕时可将其卖给电力公司，不足时又可从电力公司买入。实现这一点的技术不难解决，关键在于要有相应的法律保障。现在美国、日本等发达国家都已制定了相应法律，保证进行

9、太阳能发电的家庭利益，鼓励家庭进行太阳能发电。日本已于 1992 年 4 月实现了太阳能发电系统同电力公司电网的联网，已有一些家庭开始安装太阳能发电设备。日本通产省从 1994 年开始以个人住宅为对象，实行对购买太阳能发电设备的费用补助三分之二的制度。要求第一年有1000 户家庭、2000 年时有 7 万户家庭装上太阳能发电设备。据日本有关部门估计日本 2100 万户个人住宅中如果有 80 装上太阳能发电设备，便可满足全国总电力需要的 14，如果工厂及办公楼等单位用房也进行太阳能发电，则太阳能发电将占全国电力的 3040。当前阻碍太阳能发电普及的最主要因素是费用昂贵。为了满足一般家庭电力需要的

10、 3千瓦发电系统,太阳能空调，需 600 万至 700 万日元，还未包括安装的工钱。有关专家认为，至少要降到 100 万到 200 万日元时，太阳能发电才能够真正普及。降低费用的关键在于太阳电池提高变换效率和降低成本。不久前，美国德州仪器公司和 SCE 公司宣布，它们开发出一种新的太阳电池，每一单元是直径不到 1 毫米的小珠，它们密密麻麻规则地分布在柔软的铝箔上，就像许多蚕卵紧贴在纸上一样。在大约 50 平方厘米的面积上便分布有 1，700 个这样的单元。这种新电池的特点是，虽然变换效率只有 8-10%，但价格便宜。而且铝箔底衬柔软结实， 可以像布帛一样随意折叠且经久耐用，挂在向阳处便可发电，

11、非常方便。据称， 使用这种新太阳电池，每瓦发电能力的设备只要 15 至 2 美元，而且每发一度电的费用也可降到 14 美分左右，完全可以同普通电厂产生的电力相竞争。每个家庭将这种电池挂在向阳的屋顶、墙壁上，每年就可获得一二千度的电力。进一步的提高太阳电池的转换效率和降低太阳电池的生产成本是我们现阶段不断研究的课题。提高太阳电池的转换效率的方法，有在太阳电池中减少能量的损失。损失有两种类型：光学损失和电学损失，其中光学损失主要体现以下 3 种方式：1. 硅表面的反射损失，经处理的抛光硅片反射率可达30%以上；2.上电极的遮光损失，作为上极电极的金属栅线要遮掉 5%15%的入射光；3.进入硅片能量

12、大于禁带宽度的光子在电池背面的投射。三种光学性质的损失中，硅表面的反射损失最多。通过在太阳电池表面制备绒面可以有效降低太阳电池的表面反射率。1.2 本论文所研究的主要内容 本论文主要从实用、商品化太阳电池的生产与工艺研究出发，对太阳电池生产制绒的研究及技术改进进行了全方位的描述。在第二章中着重对制作太阳电池工艺过程进行了系统的阐述，并对某些工艺进行了工艺条件的实验，通过对比得到结论，总结提出了提高效率、降低成本的个人看法。在三、四章主要从理论、图片和实际出发，提出了在太阳电池生产工艺中制绒工艺的重要性和其改进方法。本文主要介绍清洗制绒的基本原理及工艺流程，并结合个人工作期间遇到的来料、制绒深度

13、的控制、人为不当操作等问题。第二章太阳电池基础及其制作工艺2.1 太阳电池基本构造和工作原理太阳电池的基本构造a. 太阳电池正面俯视图 b.太阳电池部分立体图 c.相应的断面图其中: 1 - 太阳电池主栅线 2 - 太阳电池副栅线 3 - 太阳电池背电场 4 - 减反射膜5 - 扩散层 6 其区层图 21太阳电池的基本结构图太阳电池工作原理太阳电池是利用半导体光生伏打效应（ Photovoltaic Effect）的半导体器件。半导体按其是否含有杂质及杂质成分，分为本征半导体、非本征半导体。高纯硅是一种本征半导体，在常温下只有为数极少的电子穴对参与导电，部分自由电子遇到空穴会迅速恢复合成共价键

14、电子结构，所以硅的本征电阻率比较大。但如果在高纯中掺入极微量的电活性杂质，其电阻率会显著下降。当向硅中掺入亿分之一的硼，其电阻率就会降为原来的千分之一。掺入对杂质不仅改变电导率， 而且改变导电型号。当在硅中掺入磷、砷、锑等5价元素（又称施主杂质），它们的价电子多于价轨道，是多电子原子，在形成共价键之外，有多余的电子，位于共价键之外的电子受原子核的束缚力要比组成共价键的电子小得多，只要得到很少的能量，就能成为自己电子。同时，该5价的元素的原子成为带正电阳离子。该材料以电子为多数载流子，称之为N型半导体。N型半导体也有空穴，但数量少，称为少数载流子。如果的在硅中掺入硼、镓、铝等3价元素（又称受主杂质），它