设计·研究
《电加工与模具》2011年第4期
重掺杂硅微球的脉冲放电法制备研究
洪捐1.2，汪炜"，冯海娣，张志伟"，张伟1（1.南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016； 2.盐城工学院机械工程学院，江苏盐城224051）
摘要：硅微球的制备是开发新型薄膜太阳能电池和选择性发射极电池的关键技术之一。采用重掺杂单晶硅（电阻率为0.01Q·cm)，在液体介质中利用脉冲放电方法产生局部瞬时高温，制备球状硅微粒。对比电火花线切割和电火花成形两种加工方法，通过对放电区城的温度场分布进行数值模拟，并采用SEM/EDS方法对其微观形貌和成分进行表征和分析，初步掌握了硅微球的形成机理。利用成形加工方法，成功制务出0.5～2um的硅微球。
关键词：重掺杂；硅微球；脉冲放电；太阳能电池
中图分类号：TG661
文献标识码：A
文章编号：1009-279X(2011)04-001904
ResearchonPreparingHeavyDopedSiliconMicrospheresbyPulsed
Electrical Discharge Method
Hong Juan'-2,Wang Wei',Feng Haidi',Zhang Zhiwei',Zhang Wei
( 1. Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,China;
2.Yancheng Instituteof Technology,Yancheng224051,China)
Abstract: Preparation of silicon microspheres is one of the key technologies for developing of the new types thin film solar cells (TFSC) and selective emitter (SE) cell. With the raw material of heavy doped mono crystalline silicon (resistivity 0.01 Qcm), silicon microspheres have been prepared in the liquid under local and transient high temperature generated by pulse electrical discharge method. Based on the numerical simulation of the temperature field distribution in the discharge area, micro topogra-plhy and composition of silicon microsphere are described and analyzed by SEM/EDS, the formation mechanism of the silicon microspheres has been studied by wire erosion and die-sinking electrical dis-charge machining (EDM) methods. The size of those microspheres prepared by die-sinking EDM is from0.5μmto2μm.
Key words: heavy doped;silicon microsphere:pulsed electrical discharge; solar cell
近年来，硅微球在薄膜太阳能电池和选择性发射极电池中得到了广泛应用。例如，浙江大学皮孝东提出一种在硅太阳电池表面附着硅纳米颗粒薄膜及装置的方法来制备薄膜太阳能电池{1]；德国Jules D.Levine在文章中详细介绍了在铝箱上涂层硅微球制备太阳能硅电池的方法[2]；最近Innovalight公
收稿日期：2011-04=06
第一作者简介：洪捐，男，1983年生，硕士研究生。
司开发的Cougar工艺，通过在发射极电极区域印刷直径2nm的重掺杂纳米硅墨颗粒，来实现在发射极选择性重掺杂(3)，批量生产电池转化效率能达到 18%以上。
目前制备硅微球的方法主要有激光热解、火焰合成、燃烧法以及基于溶液的溶胶-凝胶法等)。最新报道的还有浙江大学皮孝东的利用等离子体制备硅纳米颗粒的方法[5]。这些方法对设备要求高，技术难度大。
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