激光技术在晶体硅太阳电池运用的研究

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1、摘要提高效率、降低成本是光电池今后发展的趋势。激光作为一个独特的非接触式的加工工具，它在光伏行业中的运用特别是晶体硅电池引起了越来越多的重视。本论文研究了晶体硅电池制备工艺中如何利用不同类型激光在提高效率和降低成本方面的应用。在降低成本方面：利用激光进行边缘刻蚀，实验中选用355纳米的激光器，并采用平台移动的工作方式；在提高效率的探索方面：选用1064纳米激光器开展激光烧熔电极接触技术实验；实验中取得一些有意义的结果：1．大幅提升了电池片的稳定性：使用激光边缘刻蚀后电池片的并联电阻从原先的20．62欧姆提升到193．39欧姆

2、，这样对于电池片的稳定性有了大幅的提升。2．对激光边缘刻蚀和背电极烧熔的细致研究表明，激光边缘刻蚀的可控性需要提升。目前激光刻蚀可能导致电池片短路电流有了少许的下降。平均短路电流从5．38安培下降到5．36安培。短路电流的少许损失主要归咎于激光刻蚀的可控性差，导致电池的有效受光面积的减小。3．电池片进动的精度有待提高。激光刻蚀的距边精度，目前的水平是90um左右。针对125单晶硅太阳电池，激光刻蚀的路径有4条直线和4个圆弧。伺服电机的精度和CCD的像素影响了整个电池片的激光刻蚀精度。4．增加激光脉冲宽度，可能导致填充因子的减

3、小。实验中改变激光脉冲宽度从125纳秒增加到140纳秒，激光烧蚀后电池片的串联电阻从35．7毫欧增加到39．6毫欧。随着串联电阻的增加，电池片的填充因子和转换效率也相应地减小。5．在激光烧蚀研究中发现，随着激光烧蚀后点间距的增大，串联电阻也逐渐增大。当点间距为o．5毫米时的串联电阻为18．65毫欧，点间距增加到1．25毫米时的串联电阻为56．2毫欧。电池片串联电阻增大后，填充因子和转换效率都相应地减小。6．激光烧熔电极接触实验，LFC电池的PFF值在80％左右，与正常标准工艺电池片PFF值为81％左右相比，PFF值偏小。这归

4、咎于激光的热损伤。关键词：激光技术·边缘刻蚀激光烧熔接触电池ABSTRACTThefuturetrendforthedevelopmentofthesolarcelIIStofurtherimprovetheefficiencyandtodecreasethecost．Laserisasauniquenon．contactmachiningtools．itsapplicationinphotovoltaicindustryespeciallycrystallinesiliconsolarcellsattractedmorea

5、ndmoreattention．ThispapertellsIasertechnologyincrystallinesiliconsolarcellsapplicationfromhighefficiencyandlOWCOst．10Wcostaspect：weusedIaseredgeisolationtechnology．andchosesuitableIaser．IaserwavelengthiS355nmandmobilemethodofthetooIiSplatformmoving．Tryingtoimprovec

6、ellse骶iencyaspect：weusedIaserfiringcontacttechnology．andchose1064nmIaserfordevelopinghighefficiencycells．wegotsomesignificativeresultsandthemainconclusionsareasfoIlow：1．Greatlyimprovethestabilityofsolarcells．shuntresistancerosefromoriginaI20．62Ohmafterplasmaetchto1

7、93．390hmafterIaseredgeisolation．Thusthistechnologycouldimprovethestabilityofsolarcells．2．TheIaseredgeisolationandIaserfiringcontactexperimentsshowthatthecontrollabilityofIaseredgeisolationneedtofurtherimprove．comparedtotraditionalplasmaetch．thereiSashortageaspectth

8、atshort-circuitcurrentiStinyIOW．averageshort-circuitcurrentdroppedfrom5．38AtO5．36A．itsduetolOSSofeffectiveareaafterIaseredgeisolation．3．Atpresent