晶体硅光伏电池烧结工艺及调节.pdf

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引言燃烧有机物阶段的烧结温度一般设置在℃
丝网印刷快速烧结工艺是当今工业化大规模左右。如果温度设置过高,则浆料中的有机物挥发速
生产晶体硅太阳电池普遍应用的成熟的金属化技度过快,会造成金属颗粒之间疏松孔隙过多过大,使
术。烧结后金属层内部以及金属一半导体接触之间的电
快速烧结工艺是将印刷在电池片的正面电极,阻过大如果温度设置过低,会导致有机物燃烧不完
背面电极以及背面场集中在一起通过快速烧结炉烧全,也会带来同样的问题。
结完成其表面电接触。其工艺的基本设备为温度精升温过程需要考虑的主要是对铝背面场和背面电
确控制的快速烧结炉温度上升速度℃,快极的烧结要有足够的温度和足够的时间。图所示为
速烧结理论在许多文献中有较详尽的描述。但是,不同方式的升温过程。一为迅速升温烧结工艺曲线
工艺简单,生产成本低、便于大规模生产的丝网印图冬黑色实线为缓慢升温工艺曲线图。
刷烧结工艺。所形成的金属一半导体接触电阻值峰值温度区间要注意的就是峰值温度的设定。
却是光刻镀膜形成电极接触电阻的两个数最级。本峰值温度决定了烧结过程中银铝合金、硅铝合金当
文通过调节烧结工艺实验,使铝背面场、背面电极中金属原子的浓度,峰值温度对正面银电极和铝背
和正面电极厚膜欧姆接触的导电特性得以优化。场以及背面电极的烧结和电池片串联电阻和填充因
烧结工艺过程子的影响都非常大。如果峰值温度设置过高,则会使
图是标准烧结工艺曲线图。从图中知道,快速正面电极烧穿,使串联电阻和填充因子下降,效率显
烧结工艺一般包含四个阶段即燃烧有机物阶段著降低。
升温阶段峰值温度区间降温阶段。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
丫厂︹退火过程如图一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。
侧护阴︶︵实骏过程
实验材料的准备
选择材料。实验材料选择电阻率在一·
,尺寸为,厚度为土的太
阳能级直拉单晶硅片。
制绒。采用标准碱腐蚀单晶绒面工艺,出绒率
时间
。
标准烧结工艺谧度随时间的变化曲线在以上

第期
扩散。选择单面扩散工艺,扩散后方块电阻为
士少数载流子寿命在一卜之间。

。
镀减反射涂层采用等离子体增强化学气相刨尸呢︵︶
沉积氮化硅层工艺形成表面减反射涂层,其厚度在
左右。
印刷电极。采用标准丝网印刷铝背面场,背面
银铝电极和正面印刷银电极工业化生产流程。其中︸
正面电极为条宽栅线,条宽的
口
一。
主线背面场电阻率为一时间
烧结。实验选用的是几银浆
几银铝浆几一铝浆采
用九温区快速烧结炉。
恻护阴︶︵
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,我们以图一作为基础调节烧结工
艺。
把实验片分成组烧结,每组片。
试验设计
’
,吧尹⋯
在烧结温度调节过程中通常是根据相关资料⋯⋯
一时间
设定各温区的初始值。然后在其他温区温度不变的
情况下,调解某一温区温度,找到其上极限值和下极
限值。在该温区温度取相对理想数值后,再调节其他
温区。这样依次调节各温区温度。较为复杂之处是各
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。
我们把准备好的组实验片,按照下述不同的
烧结温度进行烧结。
用图一所示曲线设置烧结工艺温度。
烧结炉每个温区温度设定分别为区℃,区
℃,区℃,区℃,区℃,区道程控光伏电池片伏安曲线模拟测量仪进行测量
℃,区℃,区℃,区℃。一。图显示的是六组电池片烧结后效率
以为基准,把温区温度提高分布图。
℃,设置为℃。我们知道,太阳电池烧结的最主要的两个参数
以为基准,把升温阶段的起点温分别是申联电阴和填充因子此处未对电池片的并
区第五温区温度提高℃,设置为℃。联电阻进行分析,这对分析实验结果会略有影响。
以为基准,把,温区的温度分串联电阻可表示为护、砂偏
别升为℃,℃。、是正面电极金属栅线电阻,,、、分别是正
以为基准,把温区的温度升到面、背面金属半导体接触电阻,是正面扩散层的电
℃阻,几是基区体电阻,瑞是背面电极金属层的电阴。
以为基准,把温区的温度升到扩散薄层电阻引起的串联电阻几
℃。本实验所采用的是标准商用太阳电池正面电极
实验结果分析设计图。在此前提下扩散薄层引起的串联电阻
实脸结果采用德国公司的肠三通可以表示为

‘于空万全草月
惠田里
月叭月况日以湘‘丫

、池片的兔可以降到碑一巧数最级,烧结不
找石
闪评好的电池片十会大到十几毫欧至几百毫殴。本
次实验在控制欧姆接触电阻方面,获得了较为理想
,为扩散层方块电阻为电池主焊接电极方的结果。
向尺寸平为电池细栅线方向尺寸为细栅线条填充因子
数。我们在计算中,不考虑光电导的影响。填充因子可近似表示为
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,—可见与电