基于飛秒激光加工的硅太陽(yáng)能電池.pdf

1、太陽(yáng)能電池是一種光能轉(zhuǎn)換成電能的重要器件。目前，在單晶硅、多晶硅、非晶硅、多元化合物等眾多太陽(yáng)能電池種類中，非晶硅太陽(yáng)能電池因其制作成本相對(duì)低廉而成為最有發(fā)展前途的新型太陽(yáng)能電池之一。但由于非晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率較低，限制了其大規(guī)模生產(chǎn)。隨著激光技術(shù)的發(fā)展，飛秒激光已經(jīng)逐漸成為一種有效材料微納加工工具。但是，目前采用飛秒激光直掃技術(shù)以提高硅太陽(yáng)能電池效率的工作，尚鮮有報(bào)道。我們采用該直掃技術(shù)，對(duì)非晶硅太陽(yáng)電池硅膜表面絨面處理，可

2、較大提高電池效率。
　　本文主要從提高非晶硅太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率的角度出發(fā),基于現(xiàn)有的飛秒激光處理技術(shù)，分別對(duì)非晶硅太陽(yáng)能電池的正面和背面進(jìn)行直掃。在對(duì)太陽(yáng)能電池背面處理時(shí)，通過恒速移動(dòng)線偏振飛秒激光焦點(diǎn)對(duì)非晶硅 pin太陽(yáng)能電池裸露的n型硅膜表面進(jìn)行處理，刻蝕出周期性條紋狀結(jié)構(gòu)，并在硅膜刻蝕區(qū)域表面上形成多孔微結(jié)構(gòu),然后比較經(jīng)飛秒激光處理前后太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換特性，特別是比較處理前后的開路電壓(Voc)和短路電流(Isc)。

3、結(jié)果發(fā)現(xiàn)：太陽(yáng)能電池經(jīng)過飛秒激光直掃后，Voc和Isc有著明顯提高，兩者乘積最大可增大為處理前9倍。對(duì)非晶硅太陽(yáng)能電池正面處理時(shí)，恒速移動(dòng)線偏振的飛秒激光焦點(diǎn)透過玻璃基底刻蝕在p型硅膜上，刻蝕出周期性條紋狀結(jié)構(gòu)。通過比較太陽(yáng)能電池經(jīng)飛秒激光處理前后的Voc、Isc我們發(fā)現(xiàn)兩者乘積最大可變?yōu)樘幚砬?倍。為進(jìn)一步降低加工成本，我們又采用納秒激光對(duì)非晶硅太陽(yáng)能電池進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，非晶硅太陽(yáng)能電池經(jīng)過納秒激光處理前后，Voc、Isc兩者乘積