一、清洗指紋油污:電池片表面會因?yàn)閱T工排片或焊接過程中手指碰觸會留下指紋以及油污等,電池片表面具有細(xì)致的絨面結(jié)構(gòu),因此清理起來比較困難。油污等會阻礙電池片表面對光的吸收及利用,導(dǎo)致組件的發(fā)電效率降低。低溫等離子體會通過電離氣體產(chǎn)生高溫高速的電子束流(宏觀呈現(xiàn)低氣體溫度),束流在軸向風(fēng)機(jī)的作用下吹掃,去除電池表面的油污、指紋等,從而起到清洗的作用
二、表面制絨:多晶硅光伏電池表面需要通過制絨工藝來制備一層蠕蟲狀的絨面,以此來提高光的吸收和利用效率。一般制備工藝是利用硝酸和氫氟酸按一定配比對多晶硅電池表面進(jìn)行絨面腐蝕制備,在硅片表面形成一層多孔硅。多孔硅可以作為吸雜中心,提高光生載流子壽命并且具有較低的反射系數(shù)。但是多孔硅結(jié)構(gòu)松散不穩(wěn)定,具有較高的電阻以及表面復(fù)合率。低溫等離子體的高速粒子撞擊在電池片表面,一方面可以將絨面處理得更加細(xì)致有序,另一方面也可以使 表面結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,減少了復(fù)合中心的產(chǎn)生。
三、溫性刻蝕:光伏制備工藝中由于磷的擴(kuò)散,電池片表面及邊緣會不可避免地?fù)饺肓自?。光生電子會隨著磷的擴(kuò)散由正面流動到背面,造成 PN 結(jié)短路,從而導(dǎo)致并聯(lián)電阻降低。并聯(lián)電阻反映的是電池的漏電水平,它會影響太陽電池的開路電壓,它的減小會使開路電壓降低,但對短路電流基本沒有影響。電池片表面還會形成 PSG(磷硅玻璃),PSG 易吸收空氣中的水分,導(dǎo)致電流降低和功率衰減。低溫等離子體可以通過粒子吹掃將多余擴(kuò)散的磷分解,從而達(dá)到去除 PSG 的目的。
四、表面鈍化:光伏電池制備過程中由于切割工序的存在,會在電池片表面形成懸掛鍵,懸掛鍵具有捕獲光生載流子的作用,限制光電流的產(chǎn)生,是光伏電池較為嚴(yán)重的能量損失方式。低溫等離子體可以電離氫氣體,用氫離子來修補(bǔ)鈍化電池片表面的懸掛鍵,使硅原子恢復(fù)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
五、降低死層影響:在擴(kuò)散區(qū)中,由于不活潑磷原子處于晶格間隙位置,會引起晶格缺陷。由于磷和硅的原子半徑不匹配,高濃度的磷還會造成晶格缺陷。因此,在硅電池表層中,少數(shù)載流子的壽命極低,表層吸收短波光子所產(chǎn)生的光生載流子對電池的光電流輸出貢獻(xiàn)甚微,因此,該表層稱為“死層”。“死層”的存在是不可避免的,但是可以利用一些方法來降低“死層”的影響。低溫等離子體的吹掃可以使表面磷原子分布更加均勻,促進(jìn)磷原子的正確落位,從而降低了電池片表面的死層影響。
低溫等離子體處理的一個顯著特點(diǎn)是對工藝參數(shù)進(jìn)行控制,使其具有良好的可靠性和重現(xiàn)性,特別是在工業(yè)生產(chǎn)中。低溫等離子體技術(shù)在不久的將來有望在第三代太陽能電池中發(fā)揮重要作用。