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银浆中的玻璃粉对晶硅太阳电池串联电阻的影响

2014-4-23 12:15| 发布者: echo| 查看: 13531| 评论: 0|原作者: 陈宁,张丽英|来自: 中国光伏测试网

摘要: 摘 要:研究了丝网印刷银电极中玻璃粉对晶体硅太阳能电池的串联电阻的影响。通过制备不同含量的玻璃粉银浆料,以及对浆料的体电阻率、接触电阻和焊接拉力等性能的表征测试,发现银粉颗粒间隙是造成银电极体电阻增大 ...
       2 实验结果及分析 
       2.1栅线体电阻
       实验测得栅线体电阻率ρmetal与玻璃粉含量关系如图5所示,浆料体电阻率随着玻璃粉含量的增加呈现出先减小后增大的趋势。在质量分数为0~3%范围内,浆料电阻率随着玻璃粉含量增加减小,如图6所示,可能的机理如下:(a)浆料在未经烧结时, 浆料中银粉和玻璃粉分散在有机溶剂中;(b)大于200℃,有机溶剂开始挥发,温度继续升高,400℃左右玻璃粉即开始软化,玻璃粉与银粉浸润,填 补了部分银粉颗粒间由于溶剂和树脂挥发留下的空隙;(c)退火完成后,浆料开始冷却,玻璃粉由于冷却收缩,与玻璃粉浸润的银粉颗粒间的距离同时被缩小。在图6(c)中,通过两种可能的导电通道降低了体电阻:(A)与玻璃粉浸润的银粉颗粒发生直接接触;(B)银粉颗粒中虽然存在玻璃粉熔体的阻挡层,但是玻璃体很薄,电子可通过隧道效应形成导电通道。

图5 玻璃粉质量分数与栅线体电阻关系

图6 玻璃粉降低栅线体电阻率原理图
       随着玻璃粉含量进一步增大,由于玻璃粉为绝缘体,在浆料中占比例过大后,部分银粉颗粒分散玻璃体中,玻璃体阻挡层过厚,通过隧道效应导通的几率降低,因此烧结后浆料的体电阻率开始上升。 由测试结果,实验中的浆料和通常工业中应用的浆料,其电阻率是纯银电阻率1.59×10-6Ω·cm 的2倍~3倍,由SEM图7可以明显看出,烧结后银颗 粒间有很多空隙,这是造成丝网印刷银电极电阻率大的主要原因,其他方法制作的银电极结构更为致密,因此有更接近于纯银的电阻率,如使用蒸镀和光诱导化学镀等可获得致密的银结构,获得低于2.0×10-6Ω·cm的电阻率。

图7 烧结后银栅线SEM图
       由前面细栅线电阻公式讨论,栅线电阻取决于电极材料体电阻率和栅线截面积,因此在电池制造工艺中,除考虑降低栅线材料体电阻率来降低总电阻外,通过改进印刷技术和浆料 ,提高栅线高宽比来增加栅线截面积也是降低栅线电阻的方向。
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