多晶硅太陽電池燒結(jié)工藝及微觀機理的研究.pdf

1、隨著硅太陽電池生產(chǎn)工藝到達瓶頸，如何在進一步提高電池片效率的同時降低生產(chǎn)成本，已然成為各大電池廠商的首要問題。影響硅太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的主要因素有:前后金屬電極形成的接觸特性、前電極柵線入射光遮擋損失及硅材料本身短波響應損失。目前，降低由導電銀漿制備的前電極柵線所造成的電阻損失及遮光損失，是目前提高硅太陽電池效性能研究重點與熱點。而前電極燒結(jié)工藝主要影響銀電極致密度、Ag/Si接觸特性及電流傳輸性能，所以探究與正面銀漿匹配的燒結(jié)工藝

2、是提升硅太陽電池性能的關(guān)鍵。
　　因此，本文以多晶硅太陽能電池片（僅未制備前電極）為研究基礎(chǔ)，利用本實驗室自制正面銀漿，研究了燒結(jié)工藝對多晶硅太陽能電池性能的影響，包括燒結(jié)爐烘干區(qū)間溫度、有機物燃燒區(qū)間溫度、峰值溫度及燒結(jié)爐帶速，同時得到了該正面銀漿的最佳燒結(jié)工藝。為給多晶硅太陽能電池產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供一定的理論支持，實驗利用SEM測量了不同峰值溫度下電極柵線表面及Ag/Si接觸界面玻璃層厚度、再生銀晶粒大小、柵線體銀顆粒形貌、柵線表

3、面孔洞率等微觀形貌，來探究電極柵線燒結(jié)微觀機理，以及Ag/Si接觸過程。
　　本文主要的研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)探究了不同烘干區(qū)間溫度下，電池IV特性參數(shù)及電極柵線線電阻率的變化及聯(lián)系;研究發(fā)現(xiàn)，燒結(jié)工藝烘干區(qū)間溫度的不同主要影響電極柵線線電阻率及電池串聯(lián)電阻，從而影響多晶硅太陽能電池的填充及效率。
　　(2)探究了不同有機物燃燒區(qū)間溫度下，電池IV特性參數(shù)及電極柵線高寬比的變化及聯(lián)系;研究發(fā)現(xiàn)，燒結(jié)工藝有機物

4、燃燒區(qū)間溫度的高低主要影響電極柵線的高寬比，從而影響電極柵線導電性能和柵線遮光率，導致電池效率出現(xiàn)變化。
　　(3)探究了燒結(jié)峰值溫度從700℃上升到850℃下，電池IV特性參數(shù)、柵線線電阻率和接觸電阻率的變化規(guī)律，該過程很好的模擬了正面電極從低溫到高溫的燒結(jié)過程，實驗利用SEM重點測量了各燒結(jié)峰值溫度下電極柵線表面銀顆粒形貌及孔洞分布、Ag/Si接觸界面玻璃層厚度、再生銀晶粒大小等微觀形貌，來探究Ag/Si接觸過程及機理，并從微

5、觀角度對電池電性能變化的內(nèi)在機理進行微觀分析。
　　根據(jù)柵線表面銀顆粒SEM測量圖及利用Image J軟件柵線表面孔洞分析結(jié)果，柵線燒結(jié)過程如下:隨著燒結(jié)峰值溫度上升，柵線體銀顆粒相互凝聚成體塊狀，導電性增加，但同時導致顆粒間孔洞變大，降低了導電性能，兩個因素相互制約影響柵線致密度，這也很好的解釋了柵線線電阻率在780℃和850℃時不降反增。
　　(4)探究了不同燒結(jié)爐帶速分別為對電池IV特性參數(shù)的影響;若燒結(jié)爐帶速過慢，電