晶體硅光伏電池?zé)Y(jié)工藝及調(diào)節(jié)樣本

1、本文由wujinfeng05貢獻(xiàn)pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT,或下載源文件到 本機(jī)查看。維普資訊主田宦S翻BC I T E-6.r 7高鵬劉繼偉高文秀0引言絲網(wǎng)E - / D U快速燒結(jié)工藝是當(dāng)今工業(yè)化大規(guī)模 生產(chǎn)晶體畦 太陽(yáng)電池普遍應(yīng)用的成熟的金屬化技術(shù)。燃燒有機(jī)物階段的燒結(jié)溫度一般設(shè)置在3 0 c 0 q 左右。如 果溫度設(shè)置過(guò)高，則漿料中的有機(jī)物揮發(fā)速 度過(guò)快，會(huì)造成金屬顆粒之 間疏松孔隙過(guò)多過(guò)大，使 燒結(jié)后金屬層內(nèi)部以及金屬一半導(dǎo)體接觸之 間的電快速燒結(jié) 工藝是將E B在電池片 的正面 電極，DU背面電極以及背面場(chǎng)集中在一起經(jīng)過(guò)快速燒結(jié)爐燒阻過(guò)大；如果溫度

2、設(shè)置過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致有機(jī)物燃燒不完全，也會(huì)帶來(lái)同樣的問(wèn)題。升溫過(guò)程需要考慮的主要是對(duì)鋁背面場(chǎng)和背面電極的燒結(jié)要有足夠的溫度和足夠的時(shí)間。圖2所示為結(jié)完成其表面電接觸。其工藝的基本設(shè)備為溫度 精確控制的快速燒結(jié)爐（溫度上升速度0 / ）2 - s，快 C速燒結(jié)理論在許多文獻(xiàn)中有較詳盡的描述?？墒?，工藝簡(jiǎn)單。生產(chǎn)成本低、便于大規(guī)模生產(chǎn)的絲網(wǎng)印 II I燒結(jié)工藝。所形成的金 屬一 U半導(dǎo)體接觸電阻值 卻是光刻鍍膜形成電極接觸電阻的兩個(gè)數(shù)量級(jí)。本 文經(jīng)過(guò)調(diào) 節(jié)燒 結(jié)工藝實(shí)驗(yàn)，使鋁背面場(chǎng)、背面電極 和正面 電極厚膜歐姆接觸的導(dǎo)電特性得以優(yōu)化。1燒結(jié)工藝過(guò)程圖1是標(biāo)準(zhǔn)燒結(jié)工藝曲線圖。圖中知道，從快速 燒結(jié)工藝

3、一般包含 四個(gè)階段即：.1燃燒有機(jī)物階段；2升溫階段；.值溫度區(qū)間；.3峰4降溫階段。不同方式的升溫過(guò)程。一 2 A為迅速升溫?zé)Y(jié)工藝曲線 圖；黑色實(shí) 線為緩慢升溫工藝曲線圖。2B 峰值 溫度 區(qū)間要注意的就是峰值 溫度的 設(shè)定。 峰值溫度決定了燒結(jié)過(guò)程中銀鋁合金、硅鋁合金當(dāng) 中金屬原 子 的濃度.峰值溫匿對(duì)正面銀電極和鋁背 場(chǎng)以及背 面電極的燒結(jié)和電池片串聯(lián) 電阻和填充因 子的影響都非常大。如果峰值溫度設(shè)置過(guò)高，則會(huì)使 正面 電極燒 穿，使串聯(lián)電阻和填充因子下降，效率 顯著降低。降溫階段要求勻速連續(xù)，不能有較大幅度的溫 度梯度變化，但也有 在特殊的峰值溫度后加上一個(gè)退火過(guò)程（如圖2 A此種燒

4、結(jié)工藝據(jù) 介紹 對(duì)峰值溫 一）度設(shè)定過(guò)高而造成的過(guò)燒結(jié)具有很好的改進(jìn)作用。P2實(shí)驗(yàn)過(guò)程21實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備 .2 1選擇材料。實(shí)驗(yàn)材料選擇電阻率在0 f ? .1 . . 3 15 a 尺寸為 15 m 15 m,度為 2 0 3 um, 2 m x 2 m 厚 7 + 0 m的太陽(yáng)能級(jí)直拉單晶硅片。時(shí)司（】s2 1制絨。.2 采用標(biāo)準(zhǔn)堿腐蝕單晶絨面工藝，出絨率在9 %以上。5圖1標(biāo)準(zhǔn)燒結(jié)工藝溫度隨時(shí)間的變化曲線維普資訊2 1擴(kuò)散。.3 .選擇單面擴(kuò)散工藝，擴(kuò)散后方塊電阻為 4 f; 5 5 1少數(shù)載流子壽命在9 1一之間。3 s2 1鍍減反射涂層。采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相 .4沉積 氮化硅層工

5、藝形成表面減反射涂層，其厚度在8 r 左右。 Om i廠、 、_,嘲2 1印刷電極。.5采用標(biāo)準(zhǔn)絲網(wǎng)印刷鋁背面場(chǎng)，面 背銀 鋁電極和正面印刷銀電極工業(yè)化生產(chǎn)流程。其中正面電極為 4 5條15m寬柵線，7u 2條1 mm寬的 .8主線；面場(chǎng) 電阻率為4 6 1 1e 背xOT ?m。 f 21燒結(jié)。實(shí)驗(yàn) 選用的是FRO342銀漿；.6ER 36 FR 3 8銀鋁漿；ER N5 OERO39FROC 3 12 鋁漿；采 用九溫區(qū)快速燒結(jié)爐。 根據(jù)漿料廠商推薦的燒 結(jié)工藝條件以及本次實(shí) 驗(yàn)的工藝特點(diǎn)，我們以圖2 B作為基 礎(chǔ)調(diào)節(jié)燒結(jié)工 一藝。把實(shí)驗(yàn)片分成6組燒結(jié)，每組2 O片。 2 2試驗(yàn)設(shè) 計(jì).在

6、燒結(jié)溫度調(diào)節(jié)過(guò)程中，通常是根據(jù)相關(guān)資料設(shè)定各溫 區(qū)的初始值。然后在其它溫區(qū)溫度不變的 情況下，解某一溫區(qū) 溫度，到其上極限值和下極 調(diào)找限值。在該溫區(qū)溫度取相對(duì)理 想數(shù)值后，調(diào)節(jié)其它再溫區(qū)。樣依次調(diào)節(jié)各溫區(qū)溫度。為復(fù)雜 之處是各這較溫區(qū)的交互影響，因此，調(diào)節(jié)燒結(jié)工藝需要具 有較豐富的經(jīng)驗(yàn)。圖2典型的燒結(jié)工藝溫度曲線。我們把準(zhǔn)備好的6組實(shí)驗(yàn)片，按照下述不同的 燒結(jié)溫度進(jìn) 行燒結(jié)。2 .用圖2 B所示曲線設(shè)置燒結(jié)工藝溫度。.1 2 一 燒結(jié)爐每 個(gè)溫區(qū)溫度設(shè)定分別為：1區(qū)30C, 2區(qū) 03 o , 3區(qū) 3 o , 4區(qū) 3 0C, 5區(qū) 3 0 , 6區(qū) 0C 0C 8一 9C4 0C 8 ,

7、 7區(qū) 6 0 , 8區(qū) 8 o 2C0C, 9區(qū) 9 0C 1一。圖3各組實(shí)驗(yàn)片 試效率圖道程控光伏電池片伏安曲線模擬測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量 （E 0 -）圖3顯示的是六組電池片燒結(jié)后效率 IC9 4 1。分布圖。 我們知道，陽(yáng)電池?zé)Y(jié)的最主要的兩個(gè)參數(shù) 太 分別是串聯(lián)電阻和填充因子（處未對(duì)電池片的并此聯(lián)電阻進(jìn) 行分析，這對(duì)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)略有影響） 。串聯(lián)電阻可表示 為：驛 r+lr r （ ） R=crb+ 血 bl r 是 正面電極金屬柵線電阻，。分別是正 II f r、 c2 2 2以（.）為基準(zhǔn)，把7溫區(qū)溫度提高 .221 2 C,置為60C0設(shè)4。223以（.）基準(zhǔn)，升溫階段的起點(diǎn)溫.2

8、2 2為把區(qū)（五溫區(qū)）第溫度提高4 C,置為4 0C0設(shè) 3一。2 2 4以( .-) 基準(zhǔn)，4 5溫區(qū)的溫度分. .223為把，別升為40C, 6一5一 4 0C。2 25以（.-).2 2 4為基準(zhǔn),9溫區(qū)的溫度升到把90。 2C面、背面金屬半導(dǎo)體接觸電阻，是正面擴(kuò)散層的電 r t阻，h區(qū) 體電阻，是背面電極金屬層的電阻。r是基 31擴(kuò)散薄層 電阻引起的串聯(lián)電阻r . l 本實(shí)驗(yàn) 所 采用 的是標(biāo) 準(zhǔn) 商用 太陽(yáng)電池 正面電極 設(shè)計(jì)（4。圖）在此前提下擴(kuò)散薄層弓起的串聯(lián)電阻 I可以表示為：22以(.) .6 22為基準(zhǔn)，9溫區(qū)的溫度升到 5把9 0 Co 3一 3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用德國(guó)B re公司的S La egr C od三通 維普資訊 R( ) L池片的r + c可以降到11 數(shù)量級(jí)，燒結(jié)不 cr。2 0 0 Q()2好的電池片r + c會(huì)大到十幾毫歐至幾百毫毆。cr。2本 次實(shí)驗(yàn)在控制歐姆接觸電阻方面，獲得了較為理想 的結(jié)