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时间:2018-07-28
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1、晶体硅光伏电池烧结工艺及调节pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。维普资讯http://www.cqvip.com主田宦 S翻 BCITE ̄ 6.r7 高 鹏 刘继伟 高文秀 O引言 丝网E ̄/DU快速烧结工艺是当今工业化大规模 生产晶体畦太阳电池普遍应用的成熟的金属化技 术。 燃烧有机物阶段的烧结温度一般设置在30c0q 左右。如果温度设置过高,则浆料中的有机物挥发速 度过快,会造成金属颗粒之间疏松孔隙过多过大,使 烧结后金属层内部以及金属一半导体接触之间的电
2、快速烧结工艺是将EB在电池片的正面电极,DU 背面电极以及背面场集中在一起通过快速烧结炉烧 阻过大;如果温度设置过低,会导致有机物燃烧不完 全,也会带来同样的问题。 升温过程需要考虑的主要是对铝背面场和背面电 极的烧结要有足够的温度和足够的时间。图2所示为 结完成其表面电接触。其工艺的基本设备为温度精 确控制的快速烧结炉(温度上升速度>0/)2 ̄s,快 C速烧结理论在许多文献中有较详尽的描述。但是, 工艺简单。生产成本低、便于大规模生产的丝网印 III烧结工艺。所形成的金属一U半导体接触电阻值 却是光刻镀膜形
3、成电极接触电阻的两个数量级。本 文通过调节烧结工艺实验,使铝背面场、背面电极 和正面电极厚膜欧姆接触的导电特性得以优化。 1烧结工艺过程 图1是标准烧结工艺曲线图。图中知道,从快速 烧结工艺一般包含四个阶段即:.1燃烧有机物阶段; 2升温阶段;.值温度区间;..3峰4降温阶段。 不同方式的升温过程o一2A为迅速升温烧结工艺曲线 图;_黑色实线为缓慢升温工艺曲线图。2B 峰值温度区间要注意的就是峰值温度的设定。 峰值温度决定了烧结过程中银铝合金、硅铝合金当 中金属原子的浓度.峰值温匿对正面银电极和铝背 场以及背
4、面电极的烧结和电池片串联电阻和填充因 子的影响都非常大。如果峰值温度设置过高,则会使 正面电极烧穿,使串联电阻和填充因子下降,效率显 著降低。 降温阶段要求匀速连续,不能有较大幅度的温 度梯度变化,但也有在特殊的峰值温度后加上一个 退火过程(如图2A此种烧结工艺据介绍对峰值温 -)度设定过高而造成的过烧结具有很好的改善作用。 p 2实验过程 2I实验材料的准备 .21选择材料。实验材料选择电阻率在O ̄f?.I..3l5 a尺寸为15m15m,度为203um,2mx2m厚7+0m的太 阳能级直拉单晶硅片。 时司
5、(】s 21制绒。.2_采用标准碱腐蚀单晶绒面工艺,出绒率 在9%以上。5 图l标准烧结工艺温度随时间的变化曲线 维普资讯http://www.cqvip.com21扩散。.3.选择单面扩散工艺,扩散后方块电阻为 4 ̄f;55l少数载流子寿命在91 ̄之间。 ̄3s 21镀减反射涂层。采用等离子体增强化学气相 ..4沉积氮化硅层工艺形成表面减反射涂层,其厚度在 8r左右。0mi 厂、 、_, 嘲 21印刷电极。..5采用标准丝网印刷铝背面场,面 背银铝电极和正面印刷银电极工业化生产流程。其中 正面电极为45条15
6、m宽栅线,7u2条1mm宽的 .8主线;面场电阻率为461-le 背~x0T?m。f21烧结。实验选用的是FRO342银浆;..6ER 36 FR 38银铝浆;ER N5—0ERO39FROC 312铝浆;采 用九温区快速烧结炉。 根据浆料厂商推荐的烧结工艺条件以及本次实 验的工艺特点,我们以图2B作为基础调节烧结工 一艺。 把实验片分成6组烧结,每组20片。 22试验设计 .在烧结温度调节过程中,通常是根据相关资料 设定各温区的初始值。然后在其他温区温度不变的 情况下,解某一温区温度,到其上极限值和下极 调
7、找限值。在该温区温度取相对理想数值后,调节其他 再温区。样依次调节各温区温度。为复杂之处是各 这较温区的交互影响,因此,调节烧结工艺需要具有较丰 富的经验。 图2典型的烧结工艺温度曲线。 我们把准备好的6组实验片,按照下述不同的 烧结温度进行烧结。 2.用图2B所示曲线设置烧结工艺温度。.12一 烧结炉每个温区温度设定分别为:1区30C,2区 0 ̄3o,3区3o,4区30C,5区30,6区 0℃0℃8 ̄9℃40C8 ̄,7区60,8区8o2℃0℃,9区90C 1 ̄。图3各组实验片 试效率图 道程控光伏电池片伏安
8、曲线模拟测量仪进行测量 (E 0—)图3显示的是六组电池片烧结后效率 IC941。分布图。 我们知道,阳电池烧结的最主要的两个参数 太分别是串联电阻和填充因子(处未对电池片的并 此联电阻进行分析,这对分析实验结果会略有影响) 。串联电阻可表示为:驿 r+lr r ()R=crb。++血b1 r是正面电极金属栅线电阻,。分别是正 Ⅱfr、c 222以(..)为基准,把7温区温度提高 ..2212℃,置
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