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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
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 [1] R Bock,J Schmidt,R Brendel. N - type silicon solar cells with surface - passivated screen - printed aluminium - alloyed rear emitter [J]. Phys. Stat. Sol. 2008,2( 6) : 248~ 250. [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. [6] M Hermle,F Granek,O Schultz. ,et al. Analyzing the effects of front - surface fields on back - junction silicon solar cells using thecharge - collection probability and the reciprocity theorem[J]. J. Appl. Phys. ,2008,103( 5) :5 071 ~ 5 077. [7] 王承遇,姜妍彦,庞世红等. 玻璃成分设计的进展[J].硅酸盐学报,2007, 35( 5) : 143 ~ 148. [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. [9] 王建华,范开果,刘志锋等. 激光干涉法测量硅高温环境下的线膨胀系数的实验研究[J]. 应用化学,2007,28( 5) : 645 ~ 648. [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. |