太阳能电池铝浆-powerpoint-presentation

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1、太阳能电池用铝浆目录一、太阳能电池简介二、铝背场的作用三、铝浆技术现状及生产厂家四、铝浆技术开发难点及影响因素五、光伏市场及铝浆需求一、太阳能电池简介1.太阳能电池结构及原理太阳能电池如下图所示。一般多选用在p型硅衬底上扩散n型硅形成太阳电池雏形。在硅片表面镀有减反射膜用以减少对太阳光的反射。P型硅衬底的厚度约为200~300μm，通过扩散形成p－n结，结深约为0.5μm。太阳能电池通过丝网印刷厚膜电子浆料，以及链式炉烧结工艺制作上下电极。太阳能电池原理硅太阳电池是利用光生伏特效应(PhotovoltaicEffect)

2、的半导体器件。其内部结构为p+－p－n－n＋结构，如下图所示，其中含有p－n，p＋－p，n＋－n三个结，平衡状态下，多数载流子和少数载流子的电流相互补偿，总电流等于零。当太阳光照射到由p型和n型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的p－n结上时，在结的耗尽区，光能被半导体吸收，产生非平衡载流子——电子和空穴。受内建电场作用将空穴推向p区，电子推向n区，在势垒区的非平衡载流子亦在内建电场的作用下，各向相反方向运动，离开势垒区，结果使p区电势升高，n区电势降低，p－n结两端形成光生电动势，这就是p－n结的光生伏特效应。太阳能

3、电池原理示意图一、太阳能电池简介２．太阳能电池转换效率及主要参数理论上单晶硅太阳电池的最高光电转换效率为30%，多晶硅太阳电池的最高效率为24%。目前，单晶硅太阳电池的最高转换效率在实验室里已有了很大提高，为24.7%，接近最高效率值。而多晶硅太阳电池由于存在很多的晶界，这些晶界所形成的复合中心，导致了多晶硅的光伏转换效率还远远低于单晶硅，光电转换效率为19.8%。工业化生产时效率低于实验室效率，目前太阳能工业化生产效率单晶硅≥17％、多晶硅≥16%。太阳能电池主要技术参数表征太阳电池的电性能参数的主要是：开路电压（VO

4、C）、短路电流（ISC）、填充因子（FF）、和转换效率（η），还有并联电阻（Rsh）和串联电阻（Rs）。（1）开路电压VOC当电池的负载阻抗无限大时，光照产生的输出电压。（2）短路电流Isc，当电池的负载阻抗为零时，光照产生的输出电流。太阳能电池主要技术参数（3）填充因子FF，在光照下的伏安特性曲线上，任何一个工作点输出功率等于该点所对应的电压和电流的乘积。其中一个点（Vm，Im）将对应最大的输出功率Pm。定义，最大输出功率与Voc、Isc的乘积之比，叫填充因子，用FF表示。（4）光伏转换效率η，电池效率为电池输出的最大

5、功率与太阳光的入射功率之比。（5）串联电阻Rs，它是构成太阳电池的半导体体电阻和电极电阻等的和。（6）并联电阻Rsh，也称漏电电阻，旁路电阻。一、太阳能电池简介３．太阳能电池对电极浆料的要求为了输出硅太阳电池的电能，必须在电池上制作正、负两个电极。电极就是与电池p－n结两端形成紧密欧姆接触的导电材料。习惯上把制作在电池光照面的电极称为上电极，把制作在电池背面的电极称为下电极或者背电极。上电极为负极，选用银浆作为阴极浆料印刷烧结而成。下电极为正极，由铝浆和银铝浆组成，其中铝浆即为硅太阳电池用阳极浆料。一、太阳能电池简介4、

6、对下电极材料铝浆的技术要求形成铝背p－p+结，提高开路电压；形成硅铝合金对硅片进行有效地吸杂，提高效率；能与硅形成牢固的欧姆接触；有优良的导电性；化学稳定性好；有适宜大规模生产的工艺性；价格较低。二、铝背场的作用1、铝背场形成理论铝背场的形成通常采用合金法来制作的，它的形成可以概括为以下：（1）将铝浆印刷在硅的表面。（2）将沉积好的硅片放进峰值温度超过577℃（铝硅合金共熔温度）的链式烧结炉里进行烧结。当温度低于577℃时，铝硅不发生作用，当温度升到共晶温度577℃时，在交界面处，铝原子和硅原子相互扩散，随着时间的增加和

7、温度的升高，硅铝熔化速度加快，最后整个界面变成铝硅熔体，在交界面处形成组成为11.3％硅原子和88.7％铝原子的熔液。二、铝背场的作用2、铝背场的吸杂原理在太阳电池中杂质主要有Fe、Co、Ni、Cu、Au等，碱金属杂质主要有Na、Li、K。一般的太阳电池生产工艺，是通过制作铝背场来形成吸杂中心，产生吸杂作用。原理是利用铝原子与硅原子结构上的差异，将其扩散到硅片背面引起失配位错，因而形成应力吸杂中心。铝吸杂的过程可以解释如下：在烧结工艺中，当温度高于577℃的时候，铝硅合金就会溶解，许多金属如铁、铜、金等在很大温度范围内，

8、不论是在液态还是固态的铝中溶解度都是1～10at.％，同时在硅中的溶解度很低。例如，在750～950℃温度区间内，铁在铝、硅中的分凝系数为105～106。二、铝背场的作用3、铝背场对太阳电池的主要影响（1）提高短路电流和开路电压；（2）减小电池厚度；（3）提高填充因子；（4）提高光电转换效率。三、铝浆技术现状及生产厂