晶硅太阳能电池铝浆的研究进展-论文.pdf

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1、科技论坛民营科技2014年第1期晶硅太阳能电池铝浆的研究进展郑淑芳邹文刘学福(江西省核工业地质局测试研究中心，江西南昌330000)摘要：主要介绍了硅太阳能电池的重要性，它的组成以及工作原理；着重说明了对硅太阳能电池转换效率有重要影响的硅太阳能电池用铝浆的组成、作用及现状；阐述了硅太阳能电池背场铝浆向无铅绿色环保方向发展的最新进展以及存在的问题，并对硅太阳能电池铝浆今后的发展进行了展望。关键词：晶硅太阳能电池；铝浆；环保；无铅前言能源对全球经济发展和社会进步起着举足轻重的作用，然而传统的燃料能源正在一天天减少。在石油、煤炭、天然气等石化能源价格一

2、再飚升的同时，其对环境造成的危害也日益突出，可能会导致全球气候变迁的气候灾难。这些都迫使人们寻找可再生清洁能源，希望可再生清洁能源能够改变人类的能源结构，维持长图2铝背场的形成远的可持续发展。太阳能以其独有的优势成为人们关注的焦点，1晶硅太阳能电池铝浆研究现状丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污由于我国光伏产业的专用原料品种不全，已经实现国产化的染、廉价、人类能够自由利用的能源。材料和部件，其性能比国外偏低，如银、铝浆，EVA等，特别是银太阳能电池根据所用材料不同，可分为硅系和非硅系太阳能浆，而且铝浆的研究起步比较晚。也因此

3、，在我国太阳能电池用铝电池两大类。硅系太阳能电池应用广泛，技术相对成熟，几乎占据浆市场形成了一家独大的格局。目前国内能够提供铝浆的主要有了全部太阳能电池市场。非硅系太阳能包括多元化合物太阳能电云南昆明贵金属研究所、广州市儒兴科技开发有限公司、北京中池；功能高分子材料太阳能电池；纳米晶太阳能电池等，这些材质联阳光等单位，但除广州市儒兴科技外，其余几家均未进入主流的电池多处于实验室研究阶段，尚未大规模应用。晶硅太阳能市场。国外品牌企业如Ferro占据了全球太阳电池铝浆市场的较电池是一种由于发生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的大份额。器件(图1)。

4、硅太阳能电池用铝浆主要由铝粉、无机粉相玻璃粉和有机载体组成。铝粉作为导电相，烧结后铝粉间相互连接构成导电通道，0电子入射光并与硅形成硅铝合金实现欧姆接触。I：空穴研究表明，铝粉的颗粒大小、粉粒形态和浆料里铝粉所占比例这些因素对浆料的电性能有很大影响。颗粒较小的铝粉的比表面积较大，经烧结后形成的电极表面致密、光洁。也有研究表明，国对铝粉表面改性或是掺人部分其他金属粉料，能对电池性能改进起到积极作用。无机粘结相是一种超细玻璃粉，在整个浆料里所占比例一般小于10％，但却起到了非常重要的作用。加入超细玻璃粉以后，可以明显降低烧结峰值温度，使金属铝粉在经峰

5、值温度后形成铝膜，且形成的铝膜表面光滑，不起灰，同时膜与硅片有较强的附着力。与普通的电子封装用浆料不同，太阳能电池电极用浆料除了图1太阳能电池原理要求导电良好，还要与硅这种半导体材料形成良好的欧姆接触，为了输出硅太阳电池‘的电能，必须在电池上制作正、负两个这样才能起到提高光电转换效率的作用。Ni，Al，zn，sb等贱金属电极。电极就是与电池P—N结两端形成紧密欧姆接触的导电材可以与半导体形成欧姆接触。铝硅合金共融体促进了铝背场(BsF)料。习惯上把制作在电池光照面的电极称为上电极，把制作在电的形成，同时金属铝与硅可以形成欧姆接触。池背面的电极称为

6、下电极或者背电极。上电极为负极，选用银浆有机成分会在浆料烧结过程中完全挥发，但这并不意味着可作为阴极浆料印刷烧结而成。下电极为正极，由铝浆和银铝浆组以忽视有机成分对浆料性能产生的影响。通常我们指的有机成分成，其中铝浆即为硅太阳电池用阳极浆料。包括了有机高分子聚合物、有机溶剂、有机添加剂等等。浆料的流在光伏产业链上，铝浆是作为晶体硅太阳能电池的背电场变性，固体粒子的浸润性，金属粉料的悬浮性和流动性以及浆料(也称背场)存在的，就是在太阳能电池的背面制作一层与基区导整体的触变性等都靠有机成分来调节。目前的太阳能电池生产工电类型相同的重掺杂区。在烧结铝浆

7、的过程中，当铝硅界面温度艺普遍采用丝网印刷，而有机成分调节了丝网印刷工艺条件，决达到577qc以上时，铝原子以一定的比例熔入半导体晶硅中，温度定了印刷质量的优劣。有机成分还必须在烧结过程中完全碳化除降低时，铝硅合金系统冷却，硅原子在熔液中的溶解度下降，多余去，否则会在导电体内留下大电阻杂质，影响电池片的转换效率。的硅原子从熔液中析出，形成掺有铝的外延层。那部分掺了铝的专利CN1877864A提供了一种含铅的硅太阳能电池用铝浆硅就与P区形成了P—P结，这就是铝背电场(图2)。的配比，可使制备的硅片烧结后弯曲小，不起铝珠下转215页)工程科技民营科技

8、2014年第1期作为爆破介质，可以有效提高爆破的质量，降低爆破成本，但是其窄，大型工程机械难以得到应用。为了提高开采效率，决定使用爆工艺