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1、第20卷第22期系统仿真学报©Vol.20No.222008年11月JournalofSystemSimulationNov.,2008太阳电池电极与铝背场烧结过程的数值模拟分析1,211孙国辉，晏石林，陈刚（1.武汉理工大学理学院,武汉430070；2.万向集团技术中心,杭州311121）摘要:在太阳电池的生产中，由于硅材料与各种电极浆料热膨胀系数不匹配，导致太阳电池在烧结过程中产生残余应力，严重影响到产品质量和成本。采用有限元法对电池电极烧结过程进行数值模拟研究，分析由于硅与电极热膨胀系数不匹配引起的弯曲问题以及电池片烧结
2、过程中产生的残余应力分布情况。讨论了硅片层厚度和铝背场厚度对电池片弯曲度的影响，并对电池片在不同弯曲度下的应力状态进行了分析，对如何提高产品的成品率提出了改进措施。关键词：一次能源（48060）；太阳电池；铝背场；热应力中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：1004-731X(2008)22-6103-03NumericalSimulationonSinteringProcessofSolarCellElectrodeandAluminum-AlloyedBackSurfaceField1,211SUNGuo-hu
3、i,YANShi-lin,CHENGang(1.SchoolofScience,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China;2.WanXiangGroupTechnicalCenter,Hangzhou311121,China)Abstract:Intheproductionofthesolarcells,sincethemismatchofheatexpansioncoefficientsbetweensiliconandvariouselectrodematerials,th
4、eresidualstressesthuscausedduringthesinteringprocesshavesignificantinfluenceonthequalityandthecostoftheproducts.Numericalsimulationwascarriedoutonthesinteringprocessofthecellelectrodebythefiniteelementmethod,toanalyzethebendproblemandtoobtainthedistributionofresidua
5、lstress.Theimpactwasdiscussedonthethicknessesofsiliconmaterialandaluminum-alloyedbacksurfacefieldonthebendlevelofthecell,andthestressstateofcellsunderdifferentbendlevelswasinvestigated,henceadvancedmeasurestoenhancefinishedproductratewereproposed.Keywords:primaryene
6、rgy;solarcell;aluminum-alloyedbacksurfacefield;thermalstress1积在硅片表面上铝的厚度对电池特性的影响，他们是通过用引言丝网印刷一层相对厚的和相对薄的铝浆在硅片上，然后在相由于太阳电池具有能量无穷无尽、无污染、能在用电的同的温度下进行烧结，比较不同厚度铝背场对电池特性的影现场发电等优点，所以自从五十年代太阳电池作为能源应用响。[1-2]于宇航技术以来，太阳电池的技术得到非常快速的发展。由于硅片和电池电极热膨胀系数不匹配，在电池片烧结现在太阳电池的种类已有很多，但是晶体硅
7、太阳电池一直占工艺中产生残余应力，使电池片发生弯曲，导致部分电池片主导地位。从现在的商业太阳电池来看，为了降低太阳电池在焊接工艺和封装过程中碎裂。针对这一问题，本文采用有的成本，提高效率，生产厂家在不断减小硅片的厚度，以降限元法对电池电极烧结过程进行数值模拟研究，分析由于硅低原材料的价格。然而，薄片技术的发展对设备和工艺提出与电极热膨胀系数不匹配引起的弯曲问题以及电池片烧结了更高的技术要求：一方面要求硅片在切割过程中减少产品过程中产生的残余应力分布情况。讨论了硅片层厚度和铝背破损率；另一方面要求从硅片到电池片的生产工艺包括丝网
8、场厚度对电池片弯曲度的影响，并对电池片在不同弯曲度下[3]印刷和烧结过程能提高成品率。的应力状态进行了分析，对如何提高产品的成品率提出了改从上个世纪80年代以来，许多研究者对电池片的烧结温进措施。度以及铝背场厚度对电池片性能的影响做了大量的研究，试图通过实验研究量化实验与理论
