Células solares de silicio cristalino son una de las principales tecnologías de células solares actualmente en el mercado, en la que la metalización de obleas de silicio juega un papel vital en la recolección efectiva de energía solar. La formación de contacto y las características entre la oblea de silicio y la línea de puerta metálica se ven afectadas por el nivel de dopaje de la unión PN. El impacto de la concentración de dopaje en el rendimiento de la celda se puede juzgar midiendo la resistencia de la lámina. La resistencia de contacto entre la celda y la línea de la puerta metálica se puede juzgar midiendo la calidad. de resistencia de contacto. Estas pruebas desempeñan un papel destacado en la mejora del rendimiento de las células solares. GT Solar puede proporcionar Reflectómetro fotovoltaico, probador de resistencia de contacto y probador de sonda de cuatro puntos (en línea) para satisfacer las necesidades de prueba de los usuarios, permitiendo Control preciso de varios parámetros de las células solares durante el proceso de producción. y ofrecer a los clientes una variedad de opciones.

Análisis de la influencia de la tasa de dopaje en la reflectancia de la superficie de las células solares.

Para crear células solares de silicio cristalino eficientes, los reflejos ópticos de la superficie se pueden reducir formando estructuras piramidales distribuidas uniformemente en la superficie de la oblea de silicio. La menor reflectividad óptica depende principalmente de la forma, el tamaño y la uniformidad de las pirámides en la superficie de la oblea de silicio. Estas estructuras piramidales están controladas por la tasa de grabado, el hidróxido de potasio (KOH) y el alcohol isopropílico (IPA), donde la tasa de grabado afecta la formación de pirámides, el KOH afecta el número de pirámides y el alcohol isopropílico afecta el tamaño de las pirámides.

Imágenes SEM de la oblea de silicio original (izquierda) y la oblea de silicio después del proceso de limpieza y texturizado (derecha)

Comparación de las curvas de reflectancia versus longitud de onda (izquierda) y porcentaje de reflectividad (derecha) de obleas de silicio originales y obleas de silicio después de la limpieza y texturizado.

Análisis del efecto del tiempo de dopaje sobre la resistencia de la lámina de película

En la industria fotovoltaica, la resistencia de la hoja de la película es fundamental para el rendimiento celular, ya que indica el calidad y uniformidad del área dopada de la unión PN. Una resistencia laminar más alta representa un dopaje ligero, lo que hará que la resistencia de contacto de la oblea de silicio sea demasiado alta, mientras que una resistencia laminar baja representa un dopaje intenso, que hará que la resistencia de contacto de la oblea de silicio sea demasiado baja.

Cambios en los valores de resistencia laminar de 5 grupos de obleas de silicio a medida que aumenta el tiempo de difusión

En la figura anterior se puede observar que el valor de resistencia laminar de las obleas de silicio dopadas con átomos de fósforo se reduce significativamente. La resistencia de la lámina antes de la difusión es 7578Ω/□. A medida que aumenta el tiempo de difusión, los valores de resistencia laminar de los cinco grupos de obleas de silicio disminuyen rápidamente hasta que el valor de la resistencia laminar es mínimo a 25 minutos. Esto se debe a que a medida que aumenta el tiempo de difusión, también aumenta la concentración de dopaje de átomos de fósforo, y el valor de resistencia de la lámina es inversamente proporcional a la concentración de dopaje. A los 30 minutos, el valor de la resistencia del cuadrado comenzó a aumentar nuevamente, lo que se debió al sobredopaje.

Análisis de la influencia del tiempo de dopaje en la resistencia de contacto de las células solares.

Resistencia de contacto se ve afectada por tres factores principales, a saber material semiconductor, concentración de dopaje y tipo de material conductor. La concentración de dopaje es un factor importante en control de la resistencia de contacto. Una mayor concentración de dopaje reducir significativamente resistencia de contacto. Sin embargo, cuando la concentración de átomos de fósforo excede el límite de solubilidad sólida de la oblea de silicio, se produce una "capa muerta" se formará en la superficie del semiconductor. Al hacer que la oblea de silicio sea eléctricamente inactiva, también actúa como centro de recombinación, lo que dificulta la eficiencia de conversión de la célula solar.

Al dopar seis muestras de células con átomos de fósforo respectivamente, los cambios de tiempo fueron de 5 min, 10 min, 15 min, 20 min, 25 min y 30 min respectivamente, y se midió la resistencia de contacto de las seis áreas en las superficies frontal y posterior de la celda.

Tabla 1. Valores de resistencia de contacto de la superficie frontal de 6 muestras

Tabla 2. Valores de resistencia al contacto posterior de 6 muestras

De los dos conjuntos de datos anteriores, se puede concluir que la resistencia de contacto de la superficie frontal disminuye a medida que aumenta el tiempo de dopaje con fósforo, pero cuando llega a los 30 minutos, se forma una "capa muerta" en la superficie de la oblea de silicio y el valor de la resistencia de contacto aumenta. El valor de resistencia de contacto de la superficie posterior es diferente al de la superficie frontal. También aumenta lentamente con el aumento del tiempo de dopaje hasta que comienza a aumentar bruscamente después de 25 minutos. La razón puede ser que la solubilidad sólida de los átomos de fósforo en las obleas de silicio excede el límite.

Thpor lo tanto, el tiempo de difusión de 25 minutos puede ser reConsiderado como el momento óptimo, lo cual es beneficioso para la producción de células solares de silicio cristalino de alta eficiencia.

Curvas de resistencia de contacto versus tiempo de difusión para células solares delanteras (izquierda) y traseras (derecha)