太阳电池电极工艺对其并联电阻和影响

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1、太阳电池电极工艺对其并联电阻和影响汪义川陈庭金(云南半导体器件厂)(云南师太太阳能所)摘要本文通过~10Omm太阳电{忸I进生产线上产品成批不合格的事例·发现了并联电阻R低是影响大面积太阳电池效率舶重要参散．Rh得到改善后，平均转换效率>l3％-本研究是对引进技术一次良好的消化吸收和充实过程．对指导生产起了关键作用．关键词：太阳电池电极工艺并联电阻引言1987年7月云南半导体厂引进TPK公司太阳电池生产线调试完毕，联动试车成功．产品达到合同规定：转换效率≥9％，≥12％，台格率≥90％．验收产品电池12．

2、5％，台格率为91．3％．并生产了5KM电池出口．但是，好景不长，从1988年3月开始，出现了一个严峻的现象，即产品连续出现不台格转换效率低，台格率低于9％．经反复研究实验，找到了影响产品质量的主要原因：Rsh值太低．并解决了提高Rsh值的工艺方法．产品质量分析引进线生产的TDBlo0太阳电池参数规范为：短路电流≥2300mA，开路电压V。≥580mv，串联电阻R。≤0．03Ω，并联电阻Rsh≥5Ω，填充因子FF≥70％，转换效率≥l2％．规范参数表明应达到的标准，但是，除η外，不要求同时达到．研究中，电

3、池电学参数采用CT一100测试仪对单体太阳电池进行全面测试，其终端可显示从零起，每隔I2mV一个电流值，或固定显示每隔24mV对应的电流值同时，可显示I—V曲线，给出Isc、Voc、FF、Pmax、Vmax，Imax、Rsh、Rs等数据．例：Isc=2338mA，Voc=584mA．FF=71.3％，P=974mw,Vmax=468mv，Imax=2082，Rsh=6.41Ω，Rs=0.03Ω，η=12.5％·下面表(一)是多批各种档次的不台格产品，其参数的测试平均值．表中数据指出：Rsh上升，Rs下降,

4、则FF和η上升理论和实践结果一致指出，Rsh不影响Isc．但影响Voc；Rs不影响Voc，而对FF和η影响很大，I-V特性很坏．用DT一830数字表测电池的P_N结正反向特性．无一例外的显示出正向、反向有近似相等的阻抗值，且其值较低．结果列于表(二)中表(二)电池编号l#2#3#4#正向0．00200030．009O．OO5反向0．0020．0030．0100．006显然，电池P—N结处于空穿通状态当我们把电池四周掰掉，直到只剩1一2cm时再测量，其结果但然是正反向一样．同样测≥12％的电池，其正反向阻抗

5、数据差别较大，结果如表(三)所示．，表(三)电池编号l#2#3#4#正向0．OO60．009O．O02O．0O2反向0．0900．0730．0330．026生产中还发现．在烧结电极时无论升温还是延时，只要Rsh低，则Rs就偏大．当Rsh值合格时，Rs也有好的值．以上分析表明Rsh低是造成产品不合格的主要原因之一．当我们调研提高Rsh值的方法时，发现太阳电池Rsh的研究资料鲜为人见．人们多半论述Rs；对η的影响．曹泽淳“．洪垣的文章，以及书籍中．对Rsh仅有一般论述，或认为可以作得很大，因而对效率的影响可以

6、不考虑值得指出的是：上述研究都是以几个平方厘米的小面积太阳电池作为对象得出的结论3实验研究及其结果从我们的生产工艺流程看，以下几个因素与Rsh有关：1．硅材料，2．切片损伤层3．太阳电池周边扩散层的去除，4_绒面扩散层的保护．5电极烧结温度和时间，为此，我们对上述五方面进行了实验研究．在实验过程中，我们又发现一个新的重要因素：Rsh与浆料有关．下面简述实验研究结果：3.1Rsh与硅材料的关系用三家的硅片做了对比试验，结果示于表(四)硅材料厂家电阻率)(Ω·cm)RshFF(％)Eff(％)日本梧宫1．18

7、2．5663．19．64739厂O．963．6666．41O．06云南半导体器件厂1．O82．2562．29.34表(四)指出：R与材料有关．739厂的单品硅片结果好一些，但总的讲来差别不大．3．2Rsh与切片机械损伤层的关系：单晶硅棒用切片机切割成片对，因机械切割使硅片表受到损伤的区域可分为四部分，即表面粗糙区、碎裂区，位错网络区和弹性应变区对高精度切片机，损伤区的总厚度约10～2Om．这些表面损伤区若不去除，将在高温扩散时产生大量的表面复合中心，增加表面复合速率，减少扩散区域流于寿命．从而降低太阳电池

8、效率．制造太阳电池时，去除表面损伤区，可通过制绒面减薄硅片实现一步法制绒面工艺中，NaOH浓度2.3％，温度78"C，时间40分钟．各向异性腐蚀结果列于表(五)中表(五)厚度、电阻率均用Sologon200无接触厚度电阻牢测试仪测得，表中所列硅片减薄厚度均在49μm以上，因此所制出的绒面基片的表面机械损伤层B完全去除但用这些基片作的实验电池，其Rsh=1.22Ω，故机械损伤不是我们生产工艺导致低Rh的原因在生产中,每批投料都把