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晶体硅太阳能电池背场铝浆研究

2015-2-12 17:26| 发布者: solartest| 查看: 8779| 评论: 0|原作者: 杨鹏|来自: 光伏测试网

摘要: 晶体硅太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,近年来其发展速度迅速[1]。硅太阳能电池用的铝浆用于形成太阳能电池背场,同时作为太阳能电池的背电极使用。在烧结过程中,铝层与硅层 ...
2. 3 填充惰性填料

       由于惰性填料的热膨胀系数较小,其目的是为了改善硅片在烧结过程中的翘曲[10]。惰性填料可使其分散在铝粉颗粒之间,从而在高温烧结过程中,不至于因铝粉颗粒结合收缩而引起硅片的过分起翘。但过量添加会阻碍铝粉颗粒间的相互结合,从而对电性能产生影响。

图4 硅铝合金层微观形貌   Fig. 4 the micro morphology of Si /Al alloy

       在保持浆料基本组成不变的情况下,填充惰性填料,结果由图5 所示。可见,硅片的翘曲度随惰性填料的添加而下降,基本呈线性,而表面电导率随惰性填料的添加量在1.3%时产生突变,其导电链连续性被破坏。因此,综合翘曲度与表面电导率,选择在体系中添加质量分数1.2%的惰性填料。

图5 惰性填料对硅片翘曲和电性能的影响 Fig. 5 the effect of inert filler on cells bow and conductance

性能

1#玻璃粉

2#玻璃粉

Uoc /mV

0.6254

0.5923

Isc /mA

5.7606

5.4509

Rs

0.005059

0.004578

Rsh

101.8673

262.1242

FF

77.7327

77.7234

Ncell/( %)

0.1808

0.1678

表2 太阳能电池片性能 
2.4 单晶硅电池片性能

       为更好的了解浆料的性能,采用单晶165 型硅片,上线测试浆料性能,电池片印刷重量0. 80 ± 0.05g 浆料,实际烧结最高温度为805℃,每批印刷50片,性能取平均值。采用分别1#玻璃粉、2#玻璃粉两种浆料上线测试,其数据如表2 所示。可见,采用1#玻璃粉浆料印刷的电池片,具有更高的开压、短路电流,因此其光电转化效率较高,符合现有电池片生产要求。

3 结论

       通过对粗细粒径铝粉比例,玻璃粉类型及用量,惰性填料的添加量的研究及电池片性能测定,发现,在浆料中,适当的粗细铝粉比例可以获得较优的电性能,同时涂层外观平整。而选择低熔点和低热膨胀系数的玻璃粉可以降低电池片翘曲,获得均一的硅铝合金层; 进一步添加惰性填料,可以降低电池片曲翘度,在一定含量范围内,对电性能影响不大。

参考文献
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[2] S Kluska,F Granek,M Rüdiger,M Hermle. ,et al. Modelingand optimization study of industrial n - type high- efficiency backcontactback - junction silicon solar cells[J]. Solar Energy Mater. Solar Cells, 2010, 94( 3) : 568 ~577.
[3] 谭富彬,赵玲,陈亮维等. 单晶硅太阳能电池硅与电极间的欧姆接触[J]. 贵金属,2001, 22 ( 1) : 12 ~ 16.
[4] T Eisenbarth,T Unold,R Caballero. ,et al. Origin of defects in CuIn1 – xGaxSe2 solar cells with varied Ga content[J]. Thin Solid Films, 2009 517,2 244 ~ 2 247.
[5] 张海珠,胡满成,牛净平,康永宁,胡菲,王蕾. 硅基光伏电池铝浆性能的研究[J]. 陕西师范大学学报( 自然科学版) , 2010, 11, 38( 16) : 14 ~ 16.
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[8] 马亚红,张宏,徐晓宙等. 一种用于太阳能电池背电极的超细球形铝粉浆料[J]. 电子元件与材料,2010,7,29( 7) : 33 ~ 35.
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[10] C Khadilkar,S Kim,A Shaikh,S Sridharan,T Pham.Characterization of Al back contact in a silicon solar cell [J]. Thin Solid Films, 2008,323:1 022 ~ 1 024.
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