【正文】 晶體缺陷等形成的細(xì)小橋路的漏電流 )，而串聯(lián)電阻心則由擴(kuò)散薄層的電阻、基片的體電阻、金屬電極和太陽電池問的接觸電阻和金屬電極的體電阻等四者構(gòu)成 [ 12]。當(dāng)太陽光照射到太陽電池上時(shí)，其中一部分被表面反射掉，其余部分被太陽電池吸收或透過。硅片減薄將有效降低原料和生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)率，但同時(shí)也面臨著巨大的挑戰(zhàn)，主要是碎片率，以及在大面積硅片 上實(shí)現(xiàn)均勻加工的技術(shù)；而厚度減薄也對(duì)電池的表面鈍化工藝提出了更高的要求。各地電池的效率如下 [6]，澳大利亞新南威爾士大學(xué)高效單晶硅電池和多晶硅電池效率分別達(dá)到 %、 %。因此開發(fā)利用太陽能等可再生能源、實(shí)現(xiàn)能源工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展更顯迫切、意義也更為重大 。太陽不停地向宇宙空間中發(fā)送著巨大的能量。 關(guān)鍵詞： 太陽能電池 ， 制造工藝 ， 鋁背場 ， 表面復(fù)合 ， 絲網(wǎng)印刷 技術(shù)河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） I Solar Sell Processing and Investagation of AlBSF Passivation Quality ABSTRACT With the development of society, human demand for energy to diversify. As the primary energy, mainly through the acquisition of coal oil,gas,and other fossil fuels. But these energy sources bee less and less. At the same time also cause environmental pollution. In recent years,as people focus on the demand for new energy sources have become increasingly large. Therefore, great attention by the PV industry. In just a few years, it has developed rapidly. China’s PV industry annual growth rate of about 30% of the development. As an emerging industry. Many people do not understand the production of solar cells. The highlight of this article. 1) A systematic introduction to manufacturing processes for solar cells. From the system down to the final printing process and test fired. Lay the foundation for future indepth study. 2) Comparative validation of the mercial version of two mon work(2) and draw on existing business with the best sintering conditions. The cells and production of reality to provide a reference. KEY WORDS: solar cell, processing, AlBSF, surface rebination, screenprinting technology 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） II 目 錄 第一章 緒 論 ......................................... 1 167。 太陽能電池的分類與發(fā)展趨勢 ................... 3 第二章 晶體硅太陽能電池的生產(chǎn)工藝 ................... 6 167。同時(shí)太陽光隨處都可以得，使用方便、安全；成本低廉，可以再生。 1839年， 19歲的法國年輕科學(xué)家埃德蒙 .貝克勒（ A． E． Becqurel）在其父親的實(shí)驗(yàn)室電解槽中發(fā)現(xiàn)了光生伏特效應(yīng)， 1883年， Charles Fritts描述了第一個(gè)用硒制造的光生伏特電池，1941年， Ohl提出了硅 pn結(jié)光伏器件 [4]。 167。另外，背場和絨面也將進(jìn)一步改進(jìn)。這樣，光能就以產(chǎn)生電子一空穴對(duì)的形式轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?可得到太陽電池的有效最大電壓，即開路電壓 Voc。對(duì)于有合適效率的電池，該值應(yīng)在 ～ ，一般高的開路電壓可得到高的填充因子 。 對(duì)于（ 100）的 p型直拉硅片，最常用的擇優(yōu)化學(xué)腐蝕劑是 NaOH或 KOH和乙醇的混合溶液，在 80～ 90℃ 左右的溫度下，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。 刻蝕與鍍膜 工藝 刻蝕的目的便是去除因擴(kuò)散而形成的邊緣 pn結(jié)。 印刷燒結(jié)工藝 這一道工序 屬于電池片生產(chǎn)的最后一道工序。 ～A90176。漿 料的 一些特性有：粘度、可塑性、流動(dòng)性、粘彈性、干燥性、觸變性。 遠(yuǎn)低于Ag—si共品點(diǎn)溫 835℃ ，這可能是由于反麻體系中含有多相成分 (Ag、 Si、 Pb、Bi等 )而使合金熔點(diǎn)降低。這種過程叫做復(fù)合 [24]。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） 20 第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 167。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） 21 由于本實(shí)驗(yàn)的最終目的是探究鋁背場鈍化作用的 。至于短路電流 Isc 和 Rs，雖與鋁背場有關(guān) 但也與正柵燒結(jié)和印刷的好壞有較大的關(guān)系。我們也可從以下兩方面得到驗(yàn)證。 3. 綜合考慮，在試驗(yàn)中采用 250 網(wǎng)版和 儒興 6080 在現(xiàn)有的燒結(jié)工藝條件下能得到較好的鈍化作用和電池性能參數(shù)及電池外觀。所以這次試驗(yàn)儒興 6080 是一個(gè)較好的 背場 漿料。 由于燒結(jié)溫度的設(shè)定較復(fù)雜，不僅僅考慮鋁背場燒結(jié)的好壞，還要考慮正柵燒結(jié)情況和前面工序的 影響，所以燒結(jié)工藝是不經(jīng)常動(dòng)的，下面的燒結(jié)工藝是工廠里經(jīng)過多次調(diào)配而得，所以只能選擇一個(gè)較好的漿料來與之對(duì)應(yīng)。 2． 電性能參數(shù)的記錄和分析 實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用德國 BERGER公司的 SCLoad三通道程控光伏電池片伏安曲線模擬測量儀進(jìn)行測 量 (processor controlled three— channel measuring and loadSimulation device for registration of IV curves of PV— solar celis according to DIN EN 60904～ 1： 1993， IEC 904— 1)。 表 31 印刷前硅片的重要參數(shù) 制絨減重 擴(kuò)散方阻 減反膜厚 制絨是否合格 K+P 是否合格 ～ 50177。 鋁吸雜，提高體壽命。目前工業(yè)上主要采用鋁背場進(jìn)行表面鈍化 [23]。 銀玻璃料開始熔化， Ag顆粒開始聚合。組份決定了成膜后的電性能和機(jī)械性能?，F(xiàn)在絲網(wǎng)通常是尼龍制造，張力大約在 31177。當(dāng)制備的鈍化膜折射率為 ，需沉積的 SiN： H薄膜厚度相應(yīng)要求為 70～ 75nm。表面磷摻雜濃度 約 在 11020個(gè) ／ cm3， 結(jié)深 ～ 。 硅單晶是一種金剛石結(jié)構(gòu)的晶體 ，晶體結(jié)構(gòu)如下。 空穴 對(duì)產(chǎn)生率條件下，短路電流密度為： Js = qG（ Ln+Lp） 式中 G為電子 空穴產(chǎn)生率， Ln、 Lp分別為電子和空穴擴(kuò)散長度。 圖 23 太陽能電池等效電路 由 圖 知光電池工作時(shí)共有三股電流：光生電流 Iph， 流過理想二極管的電河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） 8 流即暗電流為 ID+Ish， ， 流過負(fù)載 R的電流 I， 它們有如下?lián)Q算關(guān)系 I=IphIDIsh=IphI0（ eq（ V+IRs） /AkT1） IRs+V/Rsh （ 21） 式中 Iph： 光生電流， ID：二極管電流， I0：二極管反向飽和電流， A： 二極管因子 ， q： 電子子電荷， k：玻爾茲曼常數(shù)， T（ k）太陽電池 pn結(jié)溫度 ，Rs和 Rsh分別為太陽電池串、并聯(lián)電阻。 摻有施主雜質(zhì)的半導(dǎo)體常溫下導(dǎo)帶中的電子數(shù)比摻雜前增多，稱為 n型材料，摻有受主雜質(zhì)的稱為 p型材料，常見的太陽電池實(shí)質(zhì)上是個(gè)面積很大的 pn結(jié)二極管。 (2) 大片、薄片、高效 ① 大片、薄片：目前電池主流產(chǎn)品為 156 156 220（ 200），少數(shù)工藝領(lǐng)先的企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了 180μm厚硅片的大規(guī)模生產(chǎn)， 210 210的超大硅片和160μm甚至更薄的硅片生產(chǎn)工藝也會(huì)同步開發(fā)。未來太陽電池會(huì)朝大面積化和高效化的方向發(fā)展。盡管如此，已經(jīng)探明的常規(guī)能源剩余儲(chǔ)量 (煤炭 、石油、天然氣等 )，以及可開采年限均十分有限 (圖 12)，同比世界，中國的能源形勢更加嚴(yán)峻 [3]。1 .1 引言 太陽中蘊(yùn)藏著人類取之不盡的能源。 2）對(duì)比驗(yàn)證了商業(yè)常用的兩種網(wǎng)版 (250、 280)和兩種漿料的優(yōu)缺點(diǎn) 及對(duì)一些常見問的分析 ，并得出在現(xiàn)有的商業(yè)燒結(jié)條件下 的最好 搭配， 并 對(duì)現(xiàn)實(shí)中的電池片 生產(chǎn)提供了 參考。 太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 .............. 6 167。太陽能優(yōu)勢與資源太陽能除去數(shù)量巨大之外，還能長期供給，理論計(jì)算太陽尚可維持?jǐn)?shù)十億年之久，此外，太陽能隨處都有，不需開采和運(yùn)輸，并且是沒有任何污染的清潔能源。太陽電池發(fā)展的一個(gè)重要里程碑則是 1954年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室制出了第一個(gè)實(shí)用的硅擴(kuò)散制備 pn結(jié)太陽電池，并很快將光電轉(zhuǎn)換效率提高到 10%。 太陽能電池的分類與發(fā)展趨勢 迄今為止，人們已經(jīng)研究了 100多種不同材料、不同結(jié)構(gòu)、不同用途和不同型式的太陽電池。硼背場有望取代 鋁背場，由于硼的擴(kuò)散濃度可以比鋁高一個(gè)數(shù)量級(jí)，可以增強(qiáng) 背場 強(qiáng)度，提高鈍化水平；絨面結(jié)構(gòu)改進(jìn)，獲取更低的反射率（如用于多晶的 RIE 絨面技 術(shù)） [9]。由于在 p型和 n型交界面兩邊形成了勢壘電場，能將電子驅(qū)向 n區(qū)，空穴則被驅(qū)向 p區(qū)。在開路狀態(tài)下，流經(jīng)太陽電池的凈電流為 0。 圖 25 太陽能電池的 IV曲線和工作點(diǎn) 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） 10 4) 太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率 η 表示入射的太陽光能量有多少能轉(zhuǎn)換為有效的電能。由于生成物 Na2Si03溶于水而被去除，從而硅片被化學(xué)腐蝕 [14]。完成擴(kuò)散后，硅片周邊將不可避免地形成 pn結(jié)，周邊 pn結(jié)的存在將導(dǎo)致電池產(chǎn)生很大的旁路漏電。 此工序注重與前面工序的協(xié)調(diào)性。 ，刮板條的硬度越低，印刷圖形的厚度越大 。一般粘度過大會(huì)增加印刷的難度，相反過小又會(huì)降低漿料的可塑性，流動(dòng)性小的易出現(xiàn)堵網(wǎng)現(xiàn)象。實(shí)際的燒結(jié)爐各溫區(qū)溫度，需要綜合考慮 N層的擴(kuò)散濃度、漿料成分、減反射膜厚度等諸多因素來設(shè)定，如果峰值溫度過低，河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） 17 則有部分區(qū)域沒有結(jié)晶產(chǎn)生，造成 Rs變大， FF降低；同時(shí)燒結(jié)的時(shí)間影響著結(jié)晶顆粒的大小，若帶速過慢， Ag顆粒長大， 玻璃液相 腐蝕硅片加深，容易造成 p/n結(jié)穿透， Rsh明顯降低 [12]。在單晶半導(dǎo)體材料中，復(fù)合過程大致可以分為三種 輻射復(fù)合 ，輻射復(fù)合是 LED 燈和激光這類的半導(dǎo)體器件的主要復(fù)合機(jī)制。 實(shí)驗(yàn)硅片的選擇 實(shí)驗(yàn)材料選擇 的硅片由 Hareon公司所生產(chǎn)的 p型 100太陽能級(jí)直拉單晶硅片 電阻率在 ～ 3Ω 有上一節(jié)我們知道 背場 的印刷在第二道工序，也就是說在印被極和正極之間，為保證印刷 背場 前后其它二道工序的變化，我們對(duì)被電極和正柵的印刷參數(shù)和網(wǎng)版進(jìn)行了固定。所以在此次分析中我們只從 Uoc 和 FF 來判斷鈍化的效果。其它重要河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） 27 電性能參數(shù)的對(duì)比 如下： Isc5 . 3 55 . 4 05 . 4 55 . 5 05 . 5 56080 8252O p e r a t o rV a r i a b i l i t y C h a r t f o r I s c 圖 37 開路電壓和短路電流對(duì)比圖 從上圖看出 Uoc 和 Isc 也基本相同，也證明兩種漿料在發(fā)揮鈍化和其它作用上 相當(dāng)。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） 31 參考文獻(xiàn) [1] 北京華研世紀(jì)產(chǎn)業(yè)咨詢有限公司 中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究中心 . 20212021年太陽能光伏行業(yè)發(fā)展預(yù)測與投資分析 .: 83～ 88 [2] . 應(yīng)用光伏學(xué) 半導(dǎo)體情報(bào)上海交通大學(xué)出版社 , : 20～ 32 [3] 馬丁 .格林 著 . 太陽電池工作原理、