晶体硅光伏电池烧结工艺及调节

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1、本文由wujinfeng05贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。维普资讯http://www.cqvip.com主田宦　Ｓ翻　ＢＣＩＴＥ￣　６．ｒ７　高　鹏　刘继伟　高文秀　Ｏ引言　丝网Ｅ￣／ＤＵ快速烧结工艺是当今工业化大规模　生产晶体畦太阳电池普遍应用的成熟的金属化技　术。　燃烧有机物阶段的烧结温度一般设置在３０ｃ０ｑ　左右。如果温度设置过高，则浆料中的有机物挥发速　度过快，会造成金属颗粒之间疏松孔隙过多过大，使　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ＥＢ

2、在电池片的正面电极，ＤＵ　背面电极以及背面场集中在一起通过快速烧结炉烧　阻过大；如果温度设置过低，会导致有机物燃烧不完　全，也会带来同样的问题。　升温过程需要考虑的主要是对铝背面场和背面电　极的烧结要有足够的温度和足够的时间。图２所示为　结完成其表面电接触。其工艺的基本设备为温度精　确控制的快速烧结炉（温度上升速度＞０／）２￣ｓ，快　Ｃ速烧结理论在许多文献中有较详尽的描述。但是，　工艺简单。生产成本低、便于大规模生产的丝网印　ＩＩＩ烧结工艺。所形成的金属一Ｕ半导体接触电阻值　却是光刻镀膜形成电极接触电阻的两个数量级。本　文通过调节烧

3、结工艺实验，使铝背面场、背面电极　和正面电极厚膜欧姆接触的导电特性得以优化。　１烧结工艺过程　图１是标准烧结工艺曲线图。图中知道，从快速　烧结工艺一般包含四个阶段即：．１燃烧有机物阶段；　２升温阶段；．值温度区间；．．３峰４降温阶段。　不同方式的升温过程ｏ一２Ａ为迅速升温烧结工艺曲线　图；＿黑色实线为缓慢升温工艺曲线图。２Ｂ　峰值温度区间要注意的就是峰值温度的设定。　峰值温度决定了烧结过程中银铝合金、硅铝合金当　中金属原子的浓度．峰值温匿对正面银电极和铝背　场以及背面电极的烧结和电池片串联电阻和填充因　子的影响都非常大。如果峰值温度

4、设置过高，则会使　正面电极烧穿，使串联电阻和填充因子下降，效率显　著降低。　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　退火过程（如图２Ａ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。　ｐ　２实验过程　２Ｉ实验材料的准备　．２１选择材料。实验材料选择电阻率在Ｏ￣ｆ?．Ｉ．．３ｌ５　ａ尺寸为１５ｍ１５ｍ，度为２０３ｕｍ，２ｍｘ２ｍ厚７＋０ｍ的太　阳能级直拉单晶硅片。　时司（】ｓ　２１制绒。．２＿采用标准碱腐蚀单晶绒面工艺，出绒率　在９％以上。５　图ｌ标准烧结工艺

5、温度随时间的变化曲线　维普资讯http://www.cqvip.com２１扩散。．３．选择单面扩散工艺，扩散后方块电阻为　４￣ｆ；５５ｌ少数载流子寿命在９１￣之间。￣３ｓ　２１镀减反射涂层。采用等离子体增强化学气相　．．４沉积氮化硅层工艺形成表面减反射涂层，其厚度在　８ｒ左右。０ｍｉ　厂、　、＿，　嘲　２１印刷电极。．．５采用标准丝网印刷铝背面场，面　背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４５条１５ｍ宽栅线，７ｕ２条１ｍｍ宽的　．８主线；面场电阻率为４６１－ｌｅ　背～ｘ０Ｔ?ｍ。ｆ２１烧结。实验选用的是ＦＲＯ３４

6、２银浆；．．６ＥＲ　３６　ＦＲ　３８银铝浆；ＥＲ　Ｎ５—０ＥＲＯ３９ＦＲＯＣ　３１２铝浆；采　用九温区快速烧结炉。　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２Ｂ作为基础调节烧结工　一艺。　把实验片分成６组烧结，每组２０片。　２２试验设计　．在烧结温度调节过程中，通常是根据相关资料　设定各温区的初始值。然后在其他温区温度不变的　情况下，解某一温区温度，到其上极限值和下极　调找限值。在该温区温度取相对理想数值后，调节其他　再温区。样依次调节各温区温度。为复杂之处是各　这较温区的交互影响，因此，调节烧结工艺需要具有

7、较丰　富的经验。　图２典型的烧结工艺温度曲线。　我们把准备好的６组实验片，按照下述不同的　烧结温度进行烧结。　２．用图２Ｂ所示曲线设置烧结工艺温度。．１２一　烧结炉每个温区温度设定分别为：１区３０Ｃ，２区　０￣３ｏ，３区３ｏ，４区３０Ｃ，５区３０，６区　０℃０℃８￣９℃４０Ｃ８￣，７区６０，８区８ｏ２℃０℃，９区９０Ｃ　１￣。图３各组实验片　试效率图　道程控光伏电池片伏安曲线模拟测量仪进行测量　（Ｅ　０—）图３显示的是六组电池片烧结后效率　ＩＣ９４１。分布图。　我们知道，阳电池烧结的最主要的两个参数　太分别是串联电阻和填充因子（处未

8、对电池片的并　此联电阻进行分析，这对分析实验结果会略有影响）　。串联电阻可表示为：驿　ｒ＋ｌｒ　ｒ　（）Ｒ＝ｃｒｂ。＋＋血ｂ１　ｒ是正面电极金属栅线电阻，。分别是正　Ⅱｆｒ、ｃ　２２２以（．．）为基准，把７温区温度提高　．．２２１２℃