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晶体硅太阳电池制造技术

晶体硅太阳电池制造技术
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作者: 编 , 编 , 编
出版社: 机械工业出版社
2014-04
版次: 1
ISBN: 9787111452720
定价: 59.80
装帧: 平装
开本: 16开
纸张: 胶版纸
页数: 342页
字数: 423千字
丛书: 新能源应用技术丛书
分类: 工程技术
89人买过
  • 　　《晶体硅太阳电池制造技术》不仅介绍了太阳电池每个工艺环节的工艺流程及参数，而且分析了该工艺环节的原理、控制难点，以及与其他工艺环节之间的关联性。此外，还在每章后给出了论文索引，便于读者继续学习。本书在结构上遵循晶体硅太阳电池制造的各个环节的步骤逐步介绍其原理、工艺技术、设备种类。在深入阐述其原理的同时，对于生产线的工艺技术及设备进行了论述。同时对于国际上该项技术的新进展进行详细的讨论，既注重介绍其实用技术，也深入分析其原理，这对于目前太阳电池生产线建设中的技术人员很有帮助。
    　　《晶体硅太阳电池制造技术》适合于晶体硅太阳电池生产线上的技术人员、高等院校相关专业的师生及研究单位研究人员阅读参考。 前言
    第1章 晶体硅太阳电池的原理及工艺流程1
    1.1 晶体结构与能带理论1
    1.2 光吸收5
    1.3 载流子的复合9
    1.4 半导体pn结10
    1.5 载流子的输运机理11
    1.6 载流子的收集13
    1.7 光管理14
    1.8 晶体硅太阳电池的基本结构16
    1.9 晶体硅太阳电池的性能17
    1.10 晶体硅太阳电池的结构参数优化19
    1.11 晶体硅太阳电池的基本制备工艺25
    参考文献26
    第2章 表面织构化工艺28
    2.1 减反及陷光原理28
    2.2 晶体硅电池产业中的表面织构化及清洗工艺30
    2.3 碱腐蚀制绒33
    2.3.1 反应原理33
    2.3.2 金字塔的成核与生长34
    2.3.3 添加剂35
    2.3.4 碱性制绒工艺条件分析36
    2.3.5 绒面结构对反射率及电池性能的影响38
    2.4 多晶硅片的表面织构化38
    2.4.1 反应原理39
    2.4.2 工艺条件的影响41
    2.4.3 绒面结构对反射率及电池性能的影响44
    2.5 等离子体刻蚀45
    参考文献47
    第3章 扩散51
    3.1 扩散原理51
    3.1.1 扩散的基本物理机理51
    3.1.2 扩散方程52
    3.1.3 磷扩散的原理55
    3.1.4 硼扩散的原理57
    3.2 气相扩散57
    3.3 固态源扩散61
    3.4 扩散相关工艺62
    3.4.1 氧化过程中杂质的扩散行为62
    3.4.2 杂质在氧化硅中的扩散65
    3.5 扩散对太阳电池性能的影响67
    3.5.1 扩散吸杂67
    3.5.2 优化发射极70
    3.6 扩散特性的测量技术72
    3.6.1 倾斜和染色法72
    3.6.2 四探针测试法73
    3.6.3 扩展电阻测试法73
    3.6.4 电容法74
    3.6.5 二次离子质谱（SIMS）74
    3.6.6 电容-电压（C-V）曲线75
    3.7 扩散设备76
    参考文献79
    第4章 钝化和减反射技术83
    4.1 过剩载流子的复合机理83
    4.2 表面复合87
    4.2.1 表面复合速率与有效少子寿命87
    4.2.2 平带近似条件下表面复合速率的计算90
    4.2.3 介质层钝化的表面复合理论92
    4.3 Si-SiO2界面105
    4.3.1 SiO2薄膜制备技术105
    4.3.2 SiO2薄膜的表面缺陷特性107
    4.3.3 影响Si-SiO2界面态的因素111
    4.3.4 Si-SiO2的界面复合特性111
    4.4 Si-SiNx界面115
    4.4.1 SiNx膜制备技术116
    4.4.2 SiNx制备工艺119
    4.4.3 SiNx薄膜的电荷特性129
    4.4.4 SiNx表面复合速率和有效少子寿命136
    4.4.5 p型Si-SiNx界面的寄生漏电现象141
    4.5 Si-Al2O3界面143
    4.5.1 Al2O3制备技术144
    4.5.2 ALD制备的Al2O3膜特性145
    4.5.3 Al2O3膜的钝化特性150
    4.5.4 钝化机理154
    4.5.5 Al2O3膜的稳定性156
    4.5.6 Al2O3的叠层结构157
    4.5.7 工业规模的ALD技术158
    4.6 小结161
    参考文献163
    第5章 电极制备技术175
    5.1 前电极优化原则175
    5.1.1 遮光损失175
    5.1.2 串联损失176
    5.1.3 并联电阻178
    5.1.4 接触复合损失179
    5.1.5 电极优化原则179
    5.2 丝网印刷法制备电极工艺180
    5.2.1 丝印技术180
    5.2.2 电极制备工艺186
    5.3 银电极接触及导电机理188
    5.3.1 银电极接触形成机理188
    5.3.2 银电极导电机理193
    5.3.3 影响接触电阻的因素分析194
    5.4 背接触及背表面场的形成197
    5.4.1 铝背场形成机理及作用197
    5.4.2 影响背场质量的因素199
    5.4.3 背反射201
    5.4.4 烧结导致的硅片弯曲202
    5.5 电极制备新技术202
    5.5.1 二次印刷法203
    5.5.2 喷墨打印法203
    5.5.3 化学镀/电镀法204
    参考文献205
    第6章 硅片和太阳电池的几种测试方法210
    6.1 少子寿命测试210
    6.1.1 少子寿命测试简介210
    6.1.2 载流子寿命测试在Si片和太阳电池中的应用211
    6.2 少子寿命测试方法213
    6.2.1 基于光电导技术的测试方法215
    6.2.2 表面光电压（SPV）法221
    6.2.3 调制自由载流子吸收（MFCA）223
    6.2.4 IR载流子密度成像（CDI）223
    6.2.5 电子束诱导电流（EBIC）方法224
    6.2.6 光束诱导电流（LBIC）方法225
    6.3 反射光谱分析226
    6.4 太阳电池的I-V特性测试228
    6.4.1 暗I-V表征双二极管模型（pn结特性的测量）229
    6.4.2 电池在光照状态下的负载特性（光照I-V曲线）230
    6.5 太阳电池的光谱响应曲线测试234
    6.5.1 基于滤波片的测试系统236
    6.5.2 基于光栅单色仪的光谱响应测试系统237
    6.6 晶体硅太阳电池的失效分析239
    6.6.1 发射光谱技术介绍240
    6.6.2 电致发光测试（EL）242
    6.6.3 光致发光测试（PL）244
    6.6.4 热红外成像测试246
    6.6.5 锁相热成像（LIT）测试247
    6.7 小结251
    参考文献251
    第7章 晶体硅太阳电池生产线整体工艺控制技术254
    7.1 晶体硅太阳电池生产工艺中各种影响因素254
    7.2 与结特性有关的工艺控制技术256
    7.3 与表面钝化特性有关的工艺控制技术259
    7.4 与电极接触特性有关的工艺控制技术262
    7.5 与减反射有关的工艺控制技术264
    7.6 与织构化有关的工艺控制技术265
    7.7 太阳电池整线工艺调整与优化265
    参考文献269
    第8章 组件的制备技术270
    8.1 组件制备工艺原理与工艺流程270
    8.2 封装材料274
    8.2.1 光伏玻璃274
    8.2.2 密封材料275
    8.2.3 背板材料278
    8.3 组件失配分析280
    8.4 组件现场发电性能281
    8.5 组件衰减与失效分析283
    8.5.1 微裂纹284
    8.5.2 蜗牛痕284
    8.5.3 热斑效应285
    8.5.4 PID效应288
    8.5.5 其他类型组件失效分析292
    8.6 组件封装发展方向294
    参考文献294
    第9章 组件的安全认证297
    9.1 组件的安全认证标准与认证体系297
    9.2 组件认证的性能测试302
    9.3 组件认证的安全测试306
    参考文献312
    第10章 新型晶体硅太阳电池313
    10.1 选择性发射极太阳电池313
    10.1.1 激光掺杂选择性发射极太阳电池315
    10.1.2 丝网印刷掺杂浆料318
    10.1.3 后刻蚀（Etch Back）319
    10.1.4 离子注入技术320
    10.2 背面钝化局域接触太阳电池321
    10.3 背接触太阳电池323
    10.3.1 背接触背结太阳电池（IBC太阳电池）325
    10.3.2 发射极穿孔卷绕（EWT）太阳电池328
    10.3.3 金属穿孔卷绕（MWT）太阳电池329
    10.4 硅球太阳电池331
    10.5 薄膜硅/晶体硅异质结太阳电池333
    参考文献
  • 内容简介:
    　　《晶体硅太阳电池制造技术》不仅介绍了太阳电池每个工艺环节的工艺流程及参数，而且分析了该工艺环节的原理、控制难点，以及与其他工艺环节之间的关联性。此外，还在每章后给出了论文索引，便于读者继续学习。本书在结构上遵循晶体硅太阳电池制造的各个环节的步骤逐步介绍其原理、工艺技术、设备种类。在深入阐述其原理的同时，对于生产线的工艺技术及设备进行了论述。同时对于国际上该项技术的新进展进行详细的讨论，既注重介绍其实用技术，也深入分析其原理，这对于目前太阳电池生产线建设中的技术人员很有帮助。
    　　《晶体硅太阳电池制造技术》适合于晶体硅太阳电池生产线上的技术人员、高等院校相关专业的师生及研究单位研究人员阅读参考。
  • 目录:
    前言
    第1章 晶体硅太阳电池的原理及工艺流程1
    1.1 晶体结构与能带理论1
    1.2 光吸收5
    1.3 载流子的复合9
    1.4 半导体pn结10
    1.5 载流子的输运机理11
    1.6 载流子的收集13
    1.7 光管理14
    1.8 晶体硅太阳电池的基本结构16
    1.9 晶体硅太阳电池的性能17
    1.10 晶体硅太阳电池的结构参数优化19
    1.11 晶体硅太阳电池的基本制备工艺25
    参考文献26
    第2章 表面织构化工艺28
    2.1 减反及陷光原理28
    2.2 晶体硅电池产业中的表面织构化及清洗工艺30
    2.3 碱腐蚀制绒33
    2.3.1 反应原理33
    2.3.2 金字塔的成核与生长34
    2.3.3 添加剂35
    2.3.4 碱性制绒工艺条件分析36
    2.3.5 绒面结构对反射率及电池性能的影响38
    2.4 多晶硅片的表面织构化38
    2.4.1 反应原理39
    2.4.2 工艺条件的影响41
    2.4.3 绒面结构对反射率及电池性能的影响44
    2.5 等离子体刻蚀45
    参考文献47
    第3章 扩散51
    3.1 扩散原理51
    3.1.1 扩散的基本物理机理51
    3.1.2 扩散方程52
    3.1.3 磷扩散的原理55
    3.1.4 硼扩散的原理57
    3.2 气相扩散57
    3.3 固态源扩散61
    3.4 扩散相关工艺62
    3.4.1 氧化过程中杂质的扩散行为62
    3.4.2 杂质在氧化硅中的扩散65
    3.5 扩散对太阳电池性能的影响67
    3.5.1 扩散吸杂67
    3.5.2 优化发射极70
    3.6 扩散特性的测量技术72
    3.6.1 倾斜和染色法72
    3.6.2 四探针测试法73
    3.6.3 扩展电阻测试法73
    3.6.4 电容法74
    3.6.5 二次离子质谱（SIMS）74
    3.6.6 电容-电压（C-V）曲线75
    3.7 扩散设备76
    参考文献79
    第4章 钝化和减反射技术83
    4.1 过剩载流子的复合机理83
    4.2 表面复合87
    4.2.1 表面复合速率与有效少子寿命87
    4.2.2 平带近似条件下表面复合速率的计算90
    4.2.3 介质层钝化的表面复合理论92
    4.3 Si-SiO2界面105
    4.3.1 SiO2薄膜制备技术105
    4.3.2 SiO2薄膜的表面缺陷特性107
    4.3.3 影响Si-SiO2界面态的因素111
    4.3.4 Si-SiO2的界面复合特性111
    4.4 Si-SiNx界面115
    4.4.1 SiNx膜制备技术116
    4.4.2 SiNx制备工艺119
    4.4.3 SiNx薄膜的电荷特性129
    4.4.4 SiNx表面复合速率和有效少子寿命136
    4.4.5 p型Si-SiNx界面的寄生漏电现象141
    4.5 Si-Al2O3界面143
    4.5.1 Al2O3制备技术144
    4.5.2 ALD制备的Al2O3膜特性145
    4.5.3 Al2O3膜的钝化特性150
    4.5.4 钝化机理154
    4.5.5 Al2O3膜的稳定性156
    4.5.6 Al2O3的叠层结构157
    4.5.7 工业规模的ALD技术158
    4.6 小结161
    参考文献163
    第5章 电极制备技术175
    5.1 前电极优化原则175
    5.1.1 遮光损失175
    5.1.2 串联损失176
    5.1.3 并联电阻178
    5.1.4 接触复合损失179
    5.1.5 电极优化原则179
    5.2 丝网印刷法制备电极工艺180
    5.2.1 丝印技术180
    5.2.2 电极制备工艺186
    5.3 银电极接触及导电机理188
    5.3.1 银电极接触形成机理188
    5.3.2 银电极导电机理193
    5.3.3 影响接触电阻的因素分析194
    5.4 背接触及背表面场的形成197
    5.4.1 铝背场形成机理及作用197
    5.4.2 影响背场质量的因素199
    5.4.3 背反射201
    5.4.4 烧结导致的硅片弯曲202
    5.5 电极制备新技术202
    5.5.1 二次印刷法203
    5.5.2 喷墨打印法203
    5.5.3 化学镀/电镀法204
    参考文献205
    第6章 硅片和太阳电池的几种测试方法210
    6.1 少子寿命测试210
    6.1.1 少子寿命测试简介210
    6.1.2 载流子寿命测试在Si片和太阳电池中的应用211
    6.2 少子寿命测试方法213
    6.2.1 基于光电导技术的测试方法215
    6.2.2 表面光电压（SPV）法221
    6.2.3 调制自由载流子吸收（MFCA）223
    6.2.4 IR载流子密度成像（CDI）223
    6.2.5 电子束诱导电流（EBIC）方法224
    6.2.6 光束诱导电流（LBIC）方法225
    6.3 反射光谱分析226
    6.4 太阳电池的I-V特性测试228
    6.4.1 暗I-V表征双二极管模型（pn结特性的测量）229
    6.4.2 电池在光照状态下的负载特性（光照I-V曲线）230
    6.5 太阳电池的光谱响应曲线测试234
    6.5.1 基于滤波片的测试系统236
    6.5.2 基于光栅单色仪的光谱响应测试系统237
    6.6 晶体硅太阳电池的失效分析239
    6.6.1 发射光谱技术介绍240
    6.6.2 电致发光测试（EL）242
    6.6.3 光致发光测试（PL）244
    6.6.4 热红外成像测试246
    6.6.5 锁相热成像（LIT）测试247
    6.7 小结251
    参考文献251
    第7章 晶体硅太阳电池生产线整体工艺控制技术254
    7.1 晶体硅太阳电池生产工艺中各种影响因素254
    7.2 与结特性有关的工艺控制技术256
    7.3 与表面钝化特性有关的工艺控制技术259
    7.4 与电极接触特性有关的工艺控制技术262
    7.5 与减反射有关的工艺控制技术264
    7.6 与织构化有关的工艺控制技术265
    7.7 太阳电池整线工艺调整与优化265
    参考文献269
    第8章 组件的制备技术270
    8.1 组件制备工艺原理与工艺流程270
    8.2 封装材料274
    8.2.1 光伏玻璃274
    8.2.2 密封材料275
    8.2.3 背板材料278
    8.3 组件失配分析280
    8.4 组件现场发电性能281
    8.5 组件衰减与失效分析283
    8.5.1 微裂纹284
    8.5.2 蜗牛痕284
    8.5.3 热斑效应285
    8.5.4 PID效应288
    8.5.5 其他类型组件失效分析292
    8.6 组件封装发展方向294
    参考文献294
    第9章 组件的安全认证297
    9.1 组件的安全认证标准与认证体系297
    9.2 组件认证的性能测试302
    9.3 组件认证的安全测试306
    参考文献312
    第10章 新型晶体硅太阳电池313
    10.1 选择性发射极太阳电池313
    10.1.1 激光掺杂选择性发射极太阳电池315
    10.1.2 丝网印刷掺杂浆料318
    10.1.3 后刻蚀（Etch Back）319
    10.1.4 离子注入技术320
    10.2 背面钝化局域接触太阳电池321
    10.3 背接触太阳电池323
    10.3.1 背接触背结太阳电池（IBC太阳电池）325
    10.3.2 发射极穿孔卷绕（EWT）太阳电池328
    10.3.3 金属穿孔卷绕（MWT）太阳电池329
    10.4 硅球太阳电池331
    10.5 薄膜硅/晶体硅异质结太阳电池333
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