????????太陽能電池片的淺結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)高效太陽能電池的有效途徑之一,通常所說的淺結(jié)是指太陽能電池PN結(jié)結(jié)深小于0.3um,利用淺結(jié)可以顯著的降低太陽能電池片表面的少數(shù)載流子復合速度,提高短波段的光譜響應。
一、調(diào)整方向
?????? 1、提高少子壽命
?????? 2、提高短波吸收
?????? 3、減少死層
?????? 4、提高開路電壓
二、高方阻的缺點
?????? 串聯(lián)電阻Rs=電極電阻+體電阻+薄層電阻+接觸電阻。高方阻使得表面薄層電阻明顯增加,增大了Rs,降低了FF。
?????? 方阻越高,需要越密的柵線與之配合,才能發(fā)揮出高方阻低表面濃度的優(yōu)勢,這其中有兩個難點,其一是高方阻均勻性的控制,其二是銀漿的選擇,需要綜合考慮銀漿的導電特性、粘度等,使之適合密柵高方阻的印刷燒結(jié)。
三、高方阻實現(xiàn)方法
?????? 1、低溫淀積+高濃度淀積
?????? 在較低溫度下淀積一個低濃度的薄擴散層,接著在較高溫度下加大源流量,在短時間內(nèi)進行高濃度擴散。由于時間很短故只在表面堆積一層高摻雜濃度的磷硅玻璃層,這樣會形成N+N結(jié)構(gòu),在理論上不僅能降低了串聯(lián)電阻Rs,而且能提高開路電壓Voc。
?????? 2、低濃度淀積+高濃度淀積+推進
?????? 由于方案1可能由于表面濃度過高,引起表面復合比較大,藍光響應變小。我們可以在這基礎上加一步在富氧下推進,這樣就能更好的匹配表面濃度和結(jié)深。這樣能在提高Voc的同時,提高Isc。
四、高方阻與燒結(jié)實驗設計
?????? 燒結(jié)目的:干燥硅片上的漿料,燃盡漿料的有機組分,使?jié){料和硅片形成良好的歐姆接觸。
?????? 1、銀漿
?????? 成分:玻璃粉、銀顆粒、有機溶劑。
?????? 銀顆粒:主要起導電作用。
?????? 玻璃粉:腐蝕硅片表面自然氧化層和減反射膜,同時起永久鏈接劑的作用,提高金屬粉末燒結(jié)和金屬層與硅片之間的黏結(jié)性。
?????? 有機溶劑:分散金屬和膠聯(lián)成分,它通過載體潤濕粉末表面,使?jié){料具有流變性。
?????? 2、導電輸運方式
?????? 1)銀晶粒與柵線直接接觸;
?????? 2)通過極薄的玻璃層隧道效應導通;
?????? 3)通過金屬顆粒沉積的玻璃層的多重隧道效應;
?????? 3、歐姆接觸形成過程
?????? 1)有機物的揮發(fā);
?????? 2)玻璃料在減反射膜表面聚集;
?????? 3)玻璃料腐蝕穿過減反射膜;
?????? 4)玻璃料通過與Si發(fā)生氧化懷遠反應產(chǎn)生腐蝕坑;Pb+Si→Pb+SiO2
?????? 5)銀顆粒在冷卻過程中于腐蝕坑處結(jié)晶:
?????????A.與PbO和Si發(fā)生的氧化還原反應類似,玻璃中的Ag2和Si發(fā)生如下反應:Ag2+Si→Ag+SiO2
?????????B.Ag和被腐蝕的Si同時融入玻璃料中。冷卻時,玻璃料中多余的Si外延生長在基體上,Ag晶粒則在Si表面隨機生長。
???????? C.在燒結(jié)過程中通過氧化還原反應被還原的金屬Pb呈液態(tài),當液態(tài)鉛與銀相遇時,根據(jù)Pb-Ag相圖銀粒子融入鉛中形成Pb-Ag相。Pb-Ag熔體腐蝕Si的晶面。冷卻過程中,Pb和Ag發(fā)生分離,Ag在Si晶面上結(jié)晶。
?????? 銀漿料的類型:常規(guī)方阻正銀漿料,高方阻、淺結(jié)正銀漿料,常規(guī)方阻、高固含量正銀漿料,高方阻、高固含量正銀漿料,無鉛正銀漿料。
?????? 新型電池漿料:兩次印刷漿料,N型電池漿料,填孔印刷漿料(MWT電池)。
?????? 4、實驗方案
?????? 目的:在與常規(guī)燒結(jié)工藝對比的基礎上,尋找找出適合高方阻淺結(jié)的溫度范圍;
?????? 高方阻淺結(jié)與常規(guī)工藝相比,最主要的變化是摻雜濃度的變化和結(jié)深的變化。問題:
?????? (1)常規(guī)工藝漿料是否適用?
?????? (2)燒結(jié)溫度如何變化,變高或者變低?
?????? 關(guān)鍵因素:時間(帶速)、溫度(最后兩個溫區(qū))、漿料類型
?????? 可控因素:排風、冷卻水,對燒結(jié)過程影響較小。
?????? DOE方案:試驗方案為全因子設計。關(guān)鍵因子共有4個,假設漿料類型既定,那么共有8種試驗方法。在常規(guī)燒結(jié)溫度的基礎上分別調(diào)節(jié)帶速、溫度。