晶體硅光伏電池燒結工藝及調節(jié)樣本

1、本文由wujinfeng05貢獻pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT,或下載源文件到 本機查看。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E - / D U快速燒結工藝是當今工業(yè)化大規(guī)模 生產晶體畦 太陽電池普遍應用的成熟的金屬化技術。燃燒有機物階段的燒結溫度一般設置在3 0 c 0 q 左右。如 果溫度設置過高，則漿料中的有機物揮發(fā)速 度過快，會造成金屬顆粒之 間疏松孔隙過多過大，使 燒結后金屬層內部以及金屬一半導體接觸之 間的電快速燒結 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集中在一起經過快速燒結爐燒阻過大；如果溫度

2、設置過低，會導致有機物燃燒不完全，也會帶來同樣的問題。升溫過程需要考慮的主要是對鋁背面場和背面電極的燒結要有足夠的溫度和足夠的時間。圖2所示為結完成其表面電接觸。其工藝的基本設備為溫度 精確控制的快速燒結爐（溫度上升速度0 / ）2 - s，快 C速燒結理論在許多文獻中有較詳盡的描述?？墒?，工藝簡單。生產成本低、便于大規(guī)模生產的絲網印 II I燒結工藝。所形成的金 屬一 U半導體接觸電阻值 卻是光刻鍍膜形成電極接觸電阻的兩個數(shù)量級。本 文經過調 節(jié)燒 結工藝實驗，使鋁背面場、背面電極 和正面 電極厚膜歐姆接觸的導電特性得以優(yōu)化。1燒結工藝過程圖1是標準燒結工藝曲線圖。圖中知道，從快速 燒結工藝

3、一般包含 四個階段即：.1燃燒有機物階段；2升溫階段；.值溫度區(qū)間；.3峰4降溫階段。不同方式的升溫過程。一 2 A為迅速升溫燒結工藝曲線 圖；黑色實 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 設定。 峰值溫度決定了燒結過程中銀鋁合金、硅鋁合金當 中金屬原 子 的濃度.峰值溫匿對正面銀電極和鋁背 場以及背 面電極的燒結和電池片串聯(lián) 電阻和填充因 子的影響都非常大。如果峰值溫度設置過高，則會使 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退火過程（如圖2 A此種燒

4、結工藝據(jù) 介紹 對峰值溫 一）度設定過高而造成的過燒結具有很好的改進作用。P2實驗過程21實驗材料的準備 .2 1選擇材料。實驗材料選擇電阻率在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的太陽能級直拉單晶硅片。時司（】s2 1制絨。.2 采用標準堿腐蝕單晶絨面工藝，出絨率在9 %以上。5圖1標準燒結工藝溫度隨時間的變化曲線維普資訊2 1擴散。.3 .選擇單面擴散工藝，擴散后方塊電阻為 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。采用等離子體增強化學氣相 .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采用標準絲網印刷鋁背面場，面 背銀 鋁電極和正面印刷銀電極工業(yè)化生產流程。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 電阻率為4 6 1 1e 背xOT ?m。 f 21燒結。實驗 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)快速燒結爐。 根據(jù)漿料廠商推薦的燒 結工藝條件以及本次實 驗的工藝特點，我們以圖2 B作為基 礎調節(jié)燒結工 一藝。把實驗片分成6組燒結，每組2 O片。 2 2試驗設 計.在

6、燒結溫度調節(jié)過程中，通常是根據(jù)相關資料設定各溫 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 調找限值。在該溫區(qū)溫度取相對理 想數(shù)值后，調節(jié)其它再溫區(qū)。樣依次調節(jié)各溫區(qū)溫度。為復雜 之處是各這較溫區(qū)的交互影響，因此，調節(jié)燒結工藝需要具 有較豐富的經驗。圖2典型的燒結工藝溫度曲線。我們把準備好的6組實驗片，按照下述不同的 燒結溫度進 行燒結。2 .用圖2 B所示曲線設置燒結工藝溫度。.1 2 一 燒結爐每 個溫區(qū)溫度設定分別為：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各組實驗片 試效率圖道程控光伏電池片伏安曲線模擬測量儀進行測量 （E 0 -）圖3顯示的是六組電池片燒結后效率 IC9 4 1。分布圖。 我們知道，陽電池燒結的最主要的兩個參數(shù) 太 分別是串聯(lián)電阻和填充因子（處未對電池片的并此聯(lián)電阻進 行分析，這對分析實驗結果會略有影響） 。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，把7溫區(qū)溫度提高 .221 2 C,置為60C0設4。223以（.）基準，升溫階段的起點溫.2

8、2 2為把區(qū)（五溫區(qū)）第溫度提高4 C,置為4 0C0設 3一。2 2 4以( .-) 基準，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,9溫區(qū)的溫度升到把90。 2C面、背面金屬半導體接觸電阻，是正面擴散層的電 r t阻，h區(qū) 體電阻，是背面電極金屬層的電阻。r是基 31擴散薄層 電阻引起的串聯(lián)電阻r . l 本實驗 所 采用 的是標 準 商用 太陽電池 正面電極 設計（4。圖）在此前提下擴散薄層弓起的串聯(lián)電阻 I可以表示為：22以(.) .6 22為基準，9溫區(qū)的溫度升到 5把9 0 Co 3一 3實驗結果分析實驗結果采用德國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，燒結不 cr。2 0 0 Q()2好的電池片r + c會大到十幾毫歐至幾百毫毆。cr。2本 次實驗在控制歐姆接觸電阻方面，獲得了較為理想 的結