硅片质量对太阳能电池性能会产生影响吗？太阳能电池的光谱晌应

本文主要介绍硅片各种不良对太阳能电池性能的影响：
    硅锭研磨抛光对太阳能电池性能的影响

    作为脆性材料，多晶大锭切方后，在小硅锭表面会有机械损伤层存在，包括碎晶区、位错网络区和弹性应变区，其结构如图1所示。碎晶区又称微裂纹区，是由破碎的硅晶粒组成的；位错网络区存在大量位错；弹性应变区则存在弹性应变，硅原子排列不规整。

    由于损伤层的存在，尤其有大量微裂纹的碎晶区的存在，在后续的切片、电池片生产和组件生产过程中，很容易成为裂纹的起始点，引起硅片或电池片的隐裂、微裂纹、崩边和碎片。

    因此，多晶大锭在切方成小硅锭后一般都需要通过机械研磨或化学抛光，去除或减少硅锭表面损伤层。

    图2 某供应商硅锭未经机械研磨或化学抛光的硅片在电池线生产的平均碎片率约为1.5%左右，而其硅锭经过机械研磨之后的硅片，平均碎片率仅为0.7%，降低了一倍多。

    硅片锯痕、台阶和厚薄不均对太阳能电池性能的影响

    针对某供应商的锯痕、台阶和厚薄不均片等不良硅片进行了批量实验。其中锯痕片凹凸深度大于30um，台阶片深度为30-40um，厚薄不均片范围为130-330um。

锯痕、台阶和厚薄不均片由于在硅片上存在局部区域的高低起伏和厚度差异，在电池制造的各道工序会因受力不均而引起碎片率的上升。在丝网印刷工序，尤其对于硅片局部区域高低突变的锯痕和台阶片，很容易造成电极或背场的漏印，引起电极不良。

    如图3、4所示，锯痕、台阶和厚薄不均片的碎片率、电极不良率和总报废与不良率均明显高于正常硅片，其中总报废与不良率比正常硅片高了4%-10%。

    硅片的表面沾污对太阳能电池性能的影响

太阳能电池的光谱响应，与太阳能电池的结构、材料性能、结深、表面光学特性等因素有关，并且它还随环境温度、电池厚度和辐射损伤而变化。

光谱响应表示不同波长的光子产生电子-空穴对的能力。定量地说，太阳电池的光谱响应就是当某一波长的光照射在电池表面上时，每一光子平均所能收集到的载流子数。

太阳能电池的光谱响应又分为绝对光谱响应和相对光谱响应。各种波长的单位辐射光能或对应的光子入射到太阳电池上，将产生不同的短路电流，按波长的分布求得其对应的短路电流变化曲线称为太阳电池的绝对光谱响应。

如果每一波长以一定等量的辐射光能或等光子数入射到太阳电池上，所产生的短路电流与其中最大短路电流比较，按波长的分布求得其比值变化曲线，这就是该太阳电池的相对光谱响应。

但是，无论是绝对还是相对光谱响应，光谱响应曲线峰值越高，越平坦，对应电池的短路电流密度就越大，效率也越高。