太陽能電池片中的燒結(jié)工藝問題探討

1、.絲印與燒結(jié).電極 作用：輸出電流。 電極就是與電池p-n結(jié)兩端形成緊密歐姆接觸的導(dǎo)電材料。與p型區(qū)接觸的電極是電流輸出的正極，與n型區(qū)接觸的電極是電流輸出的負(fù)極。習(xí)慣上把制作在電池光照面的電極成為上電極，把制作在電池背面的電極成為下電極或背電極。 上電極通常制作成窄細(xì)的柵線狀以克服擴(kuò)散層的電阻，并由一條較寬的主柵來收集電流，下電極則布滿全部或絕大部分的背面，以減小電池的串聯(lián)電阻。.漿料 導(dǎo)電漿料主要成分為金屬粉粒、樹脂、有機(jī)溶劑、玻璃/陶瓷材料及其他添加物。因為有粉粒沉降及聚集問題，使用前必須有良好攪拌。此外，漿料必須儲存于室內(nèi)陰涼處，避免高溫暴曬以免變質(zhì)。 不同的漿料（鋁漿、銀漿、銀鋁漿）

2、成分不同所以印制條件及后續(xù)燒結(jié)條件也有所差異，其結(jié)果對電池效率有很大影響。其中形成良好的歐姆接觸和背場（BSF）最為關(guān)鍵。.印刷品質(zhì)漿料本身的性質(zhì)對產(chǎn)品有很大的影響： （1）因為材料熱膨脹系數(shù)的差異，漿料成分的不同也會造成太陽能電池的翹彎問題； （2）燒結(jié)后漿料的附著性也是一個問題，要通過拉力測試； （3）背場有鋁球形成，原因： 硅片表面織構(gòu)化過程時造成表面高低差過大； 干燥時間太短； 在燒結(jié)時鋁顆粒間相互融溶而使顆粒間距縮短；.鋁背場鋁背場鋁漿鋁漿 鋁漿除了當(dāng)電極外，在燒結(jié)時p-type的鋁摻雜滲入形成使原本摻雜硼的p-type Si形成一層數(shù)微米厚的p+-type Si作為背場，以降低背表

3、面復(fù)合速度來提高電池的開路電壓Voc。因為硅片吸收系數(shù)差，當(dāng)厚度變薄時襯底對入射光的吸收減少，此時背場的存在對可以抵達(dá)硅片深度較深的長波長光吸收有幫助，所以短路電流密度Jsc的影響就更明顯。此外，p和p+的能階差也可以提升Voc，p+可以形成低電阻的歐姆接觸所以填充因子FF也可改善。.蒸鋁和絲網(wǎng)印刷 蒸鋁時，增加沉積鋁的厚度，只在快速升溫情況下，性能隨厚度有所增加。在同時采用了快速燒結(jié)和厚鋁時，提高燒結(jié)溫度，性能改變很少。摻雜水平確實隨溫度增加而提 高，但是長波響應(yīng)變化甚微，可能與鋁背場不均勻有關(guān)。 絲網(wǎng)印刷Al背場并進(jìn)行快速燒結(jié)，最佳燒結(jié)溫度制得的電池性能與蒸鋁得到的電池性能相當(dāng)。.Ag漿

4、正面電極因為要減少電極遮光面積，所以使用導(dǎo)電性能良好的銀漿，因為先前的減反射膜已經(jīng)形成正面的電性絕緣，所以銀漿一般摻有含鉛的硼酸玻璃粉（PbO-B2O3-SiO glass frit），在高溫?zé)Y(jié)時玻璃粉硼酸成分與氮化硅反應(yīng)并刻蝕穿透氮化硅薄膜，此時銀可以滲入其下方并與硅形成此種局部區(qū)域性的電性接觸，鉛的作用在銀-鉛-硅共熔而降低銀的熔點。.Ag與Si形成歐姆接觸的機(jī)理歐姆接觸形成有如下幾個步驟： 有機(jī)物揮發(fā) 玻璃料在減反射膜表面聚集 玻璃料腐蝕穿過減反射膜 玻璃料通過與Si發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生腐蝕坑 PbO+Si Pb+SiO2 Ag晶粒在冷卻過程中于腐蝕坑處結(jié)晶.關(guān)于Ag晶粒的析出機(jī)理的解釋有：（1）與PbO和Si發(fā)生的氧化還原反應(yīng)類似，玻璃料中的Ag2O與Si發(fā)生如下反應(yīng)： Ag2O+Si Ag+SiO2（2）Ag和被腐蝕的Si 同時融入玻璃料中。冷卻時，玻璃料中多余的Si外延生長在基體上，Ag晶粒則在Si表面隨機(jī)生長。（3）在燒結(jié)過程中通過氧化還原反應(yīng)被還原出的金屬Pb呈液態(tài)， 當(dāng)液態(tài)鉛與銀相遇時，根據(jù)Pb-Ag 相圖銀粒子融入鉛中形成 Pb-Ag相。Pb-Ag熔體腐蝕Si的