太阳能电池导电铝浆研究硕士学位论文

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1、分类号学号M200970637学校代码10487密级硕士学位论文太阳能电池导电铝浆研究学位申请人：李帅俊学科专业：材料学指导教师：邱小林教授乔学亮教授答辩日期：2012年1月AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyontheAluminumConductivePasteUsedinCrystallineSiliconSolarCellCandidate:LiShuaij

2、unMajor:MaterialsScienceSupervisor:Prof.QiuXiaolinProf.QiaoXueliangHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标

3、明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年

4、月华中科技大学硕士学位论文摘要随着煤、石油等传统能源的日益枯竭和环境污染的加剧，新型清洁能源受到了人们的重视，其中最受瞩目的当属太阳能电池。太阳能电池是可以直接将光转换为电能的装置，且转换过程中不产生任何污染。晶体硅太阳能电池是目前多种太阳能电池中技术最为成熟、光电转换效率最高、应用最为广泛的一种，目前国外单晶硅太阳能电池实验室转换效率最高已达到24.7%，多晶硅太阳能电池达到19.8%。在上述太阳能电池中，导电铝浆被广泛用于背电场形成材料，可以减少光线透射，提高利用率；同时降低光生载流子复合速率，延长其寿命

5、，从而提高电池性能。通过导电铝浆的使用，可以有效降低成本，提高电池效率。因此目前对于晶体硅太阳能电池背电场用导电铝浆的研究也受到人们的重视。本论文对导电铝浆中的玻璃粘结剂、玻璃粘结剂与铝粉配比进行了比较深入的研究，得到了综合性能较好的导电铝浆配方。在此基础上，又对浆料的电性能提高进行了尝试，也取得了较好的效果。最后对一种碳纳米管氟化改性新方法进行了探索，有望促进其在导电铝浆方面的应用。对于玻璃粘结剂的研究主要集中在熔炼温度对于浆料可靠性影响方面。通过参考大量文献资料，选用Bi2O3、B2O3、Al2O3、Zn

6、O、SiO2、P2O5、Zn3（PO4）2·4H2O为玻璃原料，并按照45：25：2：15：3：4：6比例配比，分别在1000、1050、1100、1150℃四组不同温度下熔炼30min，然后用所得玻璃分别制得铝浆，丝网印刷烧结后通过耐水煮测试检测浆料可靠性，优化出最佳玻璃熔炼温度。并对所得玻璃粉进行DTA和XRD测试，结果表明其为软化温度约500℃的微晶玻璃，符合低熔点无机粘结剂标准。接下来研究了不同玻璃粘结剂与铝粉比例对于导电铝浆综合性能的影响，得到了导电浆料最佳的配方。在玻璃粘结剂与铝粉总含量保持77%

7、不变条件下，试验了玻璃粘结剂含量分别为5%、3%、2%、1%、0.8%时，导电铝浆的耐水煮性能、附着力、烧结铝膜电阻率等性能。实验发现，导电铝浆的耐水煮性能随着无机粘结剂含I华中科技大学硕士学位论文量减少而提高，附着力和铝膜电阻随着无机粘结剂含量减少而降低。最终优化出最佳玻璃粘结剂比例为1%。并对最优铝浆烧结膜进行SEM分析，结果表明，铝粉堆积致密，接触良好，铝膜层与晶体硅基层形成了良好的合金层。在以上成果基础上，研究了低熔点金属粉对导电铝浆电性能影响。所选金属粉为锡粉，添加比例分别为0.3%、0.8%、1.

8、3%。实验结果表明，太阳能电池光电转换效率（Ncell）、短路电流（Isc）和填充因子（FF）随锡粉含量增加先降低后升高；开路电压（Uoc）和等效串联电阻（Rs）先变大后减小；等效并联电阻（Rsh）则随锡粉含量增加而降低。其中锡粉含量为1.3%时，转换效率最高，达到16.34%。碳纳米管在导电铝浆电性能增强方面有很好的应用前景，但是其具有易团聚、溶解性差等缺点。氟化改性是增强碳纳米管分散性和溶解性的