《太阳电池生产工艺》PPT课件

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1、太阳电池生产中的工艺控制点1概要太阳电池性能分类检测过程中的关注点丝网印刷中的基本考虑烧结对电池性能的影响硅片边缘等离子体刻蚀过程及控制钝化减反膜的作用和要求扩散工艺及控制要点制绒要求及有关考虑2太阳电池性能分类检测过程中的关注点1.太阳电池的结构3R=r1+r2r2=t/S=1·cm，t=200um125×125：r2=0.13m；156×156：r2=0.085mr2r142.太阳电池的等效电路I=IL–I0{exp[e(V+IRS)/kT]-1}-(V+IRS)/RSHISC=IL/[1+(RS/RSH)]负载

2、匹配！！！ILIDRSHRS53.I-V曲线和P-V曲线RS=0.005，RSH=10，IL=34.5mA/cm2，=16.85，FF=78.6%，Voc=623mV，ISC=5.23A64.并联电阻对I-V曲线的影响RSH=10RSH=1RSH=0.5RS=0.00575.串联电阻对I-V曲线的影响RS=5mRS=15mRS=30mRSH=1086.烧穿和烧结不足时的I-V曲线RSH=10RS=0.005RSH=10RS=0.2RSH=0.1RS=0.005极端情况：烧穿–短路电流低，开路

3、电压降低很大烧结不足–短路电流低，开路电压不变97.温度对电池性能的影响T=278KT=298KT=318KRS=0.005，RSH=1010丝网印刷中的基本考虑1银浆的印刷在大规模商业化生产中，可靠的银次栅线的最小宽度需在150微米左右；一般来说，对于可靠和可重复的印刷，栅线的宽度很难小于丝网线直径的四倍；这主要是由生产环境中需要多次重复使用同时又必须提供足够强度的丝网的网线直径所决定的。11对于很细的栅线的印刷可以通过使用腐蚀有印刷线图案的不锈钢片来代替丝网，开口线条处留有桥架加固，但这类网板很昂贵因而在生产中很少使

4、用；由于一方面要保证线宽尽可能地窄，而另一方面又要保证线条的横截面达到一定的数值，因此用于银栅线印刷的丝网板的乳胶层的厚度非常关键；12实验证明，只有当栅线的高度达到20微米左右时才能实现。但要注意，经过高温烧结，20微米高的银栅线会收缩到一半左右；另外，丝网印刷后经过高温烧结的银栅线的电导特性会比常规银材料差3倍左右；银浆料与扩散有磷的硅的金属接触是太阳电池制作中的一个关键步骤并对电池的最终性能具有至关重要的影响。132铝浆的印刷利用丝网印刷到硅片背面的铝浆的厚度控制是非常重要的。如果太薄，所有铝浆均会在后续的烧结过程中（

5、温度高于577C）与硅形成熔融区域而被消耗，而该合金区域无论从横向电导率还是从可焊性方面均不适合于作为背面金属接触。相反，如果太厚，一方面浪费浆料；同时还会导致其不能在进高温区之前充分干燥，或许更坏的情形是不能将其中的所有有机物全部赶出从而不能将整个铝浆层转变为金属铝。14丝网版的设计对厚度控制非常重要。丝网密度和网线直径对浆料穿过丝网的难易程度有直接影响。作为决定印刷图案的模版是通过涂在网版上下两面的乳胶层来实现的。单层乳胶的厚度可以从1微米到超过30微米，更厚的要求通常是利用多层乳胶制备的。因此，影响所印铝浆的厚度的因

6、素包括：丝网密度、网线直径、乳胶层厚度、印刷头压力、印刷速度以及浆料的黏性。15网版上表面的乳胶层厚度不需要很厚，但下表面乳胶层需要与要印刷的浆料一样厚。下表面乳胶层可防止印刷过程中印刷头将网线挤压过度而太靠近硅片表面。通常，铝浆层的厚度需要至少在20微米。如乳胶层厚度太大，很难将浆料挤压穿过网版而到达硅片表面，除非浆料很稀或印刷头压力非常大，但这些极端情况一般不采用。印刷头压力要足够大以将所期望的浆料数量挤过网版，但压力太高会导致网版及印刷头表面磨损。16至于印刷速度太慢会影响产能，而太快又不能挤压足够的浆料穿过网版。对于

7、挤压一定量的浆料，通常是速度越快，所需的压力越高。浆料黏性太高，挤压足够的浆料穿过网版所需的压力就会很大；而黏性太低，因浆料流动性太大印刷出的线条难以保持所设计的截面。在全面积铝背场的印刷中，印刷头压力选择尤其重要。过高的压力会导致硅片中心区域印得太薄，因为在这种情况下，只是硅片的边缘有乳胶层，硅片中心区域网版要距离硅片近得多；过低的压力又不能挤压足够的浆料穿过网版，因而印得太薄。17银栅线的烧穿烧结对电池性能的影响相比于铝浆的烧结，银浆的烧结要重要得多；其对电池片性能的影响主要表现在串联电阻，因而也表现在填充因子上。18从

8、尺度上讲，磷扩散的深度远小于1微米，而栅线至少是120微米宽。在烧结过程中，银会被驱入到掺磷的硅里，因而会减低银硅合金区域下的扩磷硅层的横向导电率。如果银被驱赶得太深，因银硅合金区域很高的电阻率而使得其所在位置的PN结所收集到的电子几乎不能直接穿过该银硅合金区域，这就使得作为金属电极的银栅