太阳能电池铝浆 ppt课件

太阳能电池铝浆
4、对下电极材料铝浆的技术要求
形成铝背p－p+结，提高开路电压； 形成硅铝合金对硅片进行有效地吸杂，提高效率； 能与硅形成牢固的欧姆接触； 有优良的导电性； 化学稳定性好； 有适宜大规模生产的工艺性； 价格较低。
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1、铝背场形成理论
铝背场的形成通常采用合金法来制作的，它的形
压（VOC）、短路电流（ISC）、填充因子（FF）、
和转换效率（η ） ，还有并联电阻（Rsh）和串
联电阻（Rs）。
（1）开路电压VOC
当电池的负载阻抗无限大时，光照产生的输出 电压。
（2）短路电流Isc，当电池的负载阻抗为零时，光
照产生的输出电流。
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（3）填充因子FF，在光照下的伏安特性曲线上，任何 一个工作点输出功率等于该点所对应的电压和电流的 乘积。其中一个点（Vm，Im）将对应最大的输出功率 Pm。定义，最大输出功率与Voc、Isc的乘积之比，叫 填充因子，用FF表示。
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太阳能电池用铝浆
太阳能电池铝浆
一、太阳能电池简介 二、铝背场的作用 三、铝浆技术现状及生产厂家 四、铝浆技术开发难点及影响因素 五、光伏市场及铝浆需求
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24.7%，接近最高效率值。而多晶硅太阳电池由于存在
很多的晶界，这些晶界所形成的复合中心，导致了多
晶硅的光伏转换效率还远远低于单晶硅，光电转换效
率为19.8%。工业化生产时效率低于实验室效率，目前
太阳能工业化生产效率单晶硅≥17％、多晶硅≥16%。
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表征太阳电池的电性能参数的主要是：开路电
－n三个结，平衡状态下，多数载流子和少数载流子的
电流相互补偿，总电流等于零。当太阳光照射到由p型
和n型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的p－
n结上时，在结的耗尽区，光能被半导体吸收，产生非
平衡载流子——电子和空穴。受内建电场作用将空穴
推向p区，电子推向n区，在势垒区的非平衡载流子亦
在内建电场的作用下，各向相反方向运动，离开势垒
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铝吸杂的过程可以解释如下：在烧结工艺
中，当温度高于577℃的时候，铝硅合金就会
溶解，许多金属如铁、铜、金等在很大温度范
围内，不论是在液态还是固态的铝中溶解度都
是1～10at.％，同时在硅中的溶解度很低。例
如，在750～950℃温度区间内，铁在铝、硅
中的分凝系数为105～106。
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成可以概括为以下：
（1）将铝浆印刷在硅的表面。
（2）将沉积好的硅片放进峰值温度超过577℃（铝 硅合金共熔温度）的链式烧结炉里进行烧结。
当温度低于577℃时，铝硅不发生作用，当温
度升到共晶温度577℃时，在交界面处，铝原子和
硅原子相互扩散，随着时间的增加和温度的升高，
硅铝熔化速度加快，最后整个界面变成铝硅熔体，
为200~300μm，通过扩散形成p－n结，结深约为
0.5μm。太阳能电池通过丝网印刷厚膜电子浆料，以
及链式炉烧结工艺制作上下电极。
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硅太阳电池是利用光生伏特效应(Photovoltaic
Effect)的半导体器件。其内部结构为p+－p－n－n
＋结构，如下图所示，其中含有p－n，p＋－p，n＋
3、铝背场对太阳电池的主要影响
（1）提高短路电流和开路电压； （2）减小电池厚度； （3）提高填充因子； （4）提高光电转换效率。
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1、铝浆技术发展历史
对于阳极浆料以及电极制造方法的研究是和硅太
阳电池的发展密切相关的，这些研究因为历史的原因，
是间断性的。在八十年代发展的比较快，科学家研究
低
1084
钛（Ti） 46.6
很高
1667
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真空蒸镀和化学镀鎳的方法盛行与六七十年代，真空蒸镀是通过 掩膜遮挡或蒸镀后光刻腐蚀形成图形，适于的金属有银、铝、钛。 主要问题在于对真空度、环境湿度、温度要求较为严格，有时还 需要惰性气体的气氛保护，消耗能源过多，并且不利于大规模的 工业化生产。
（4）光伏转换效率η ，电池效率为电池输出的最大 功率与太阳光的入射功率之比。
（5）串联电阻Rs，它是构成太阳电池的半导体体电阻 和电极电阻等的和。
（6）并联电阻Rsh，也称漏电电阻，旁路电阻。
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３．太阳能电池对电极浆料的要求
为了输出硅太阳电池的电能，必须在电池上制作正、 负两个电极。电极就是与电池p－n结两端形成紧密欧姆 接触的导电材料。习惯上把制作在电池光照面的电极称 为上电极，把制作在电池背面的电极称为下电极或者背 电极。上电极为负极，选用银浆作为阴极浆料印刷烧结 而成。下电极为正极，由铝浆和银铝浆组成，其中铝浆 即为硅太阳电池用阳极浆料。
在交界面处形成组成为11.3％硅原子和88.7％铝原
子的熔液。
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2、铝背场的吸杂原理
在太阳电池中杂质主要有Fe、Co、Ni、Cu、Au
等，碱金属杂质主要有Na、Li、K。
一般的太阳电池生产工艺，是通过制作铝背场来 形成吸杂中心，产生吸杂作用。原理是利用铝原子与
硅原子结构上的差异，将其扩散到硅片背面引起失配 位错，因而形成应力吸杂中心。
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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1.太阳能电池结构及原理
太阳能电池如下图所示。一般多选用在p型硅衬底
上扩散n型硅形成太阳电池雏形。在硅片表面镀有减反
射膜用以减少对太阳光的反射。P型硅衬底的厚度约
区，结果使p区电势升高，n区电势降低，p－n结两端
形成光生电动势，这就是p－n结的光生伏特效应。
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２．太阳能电池转换效率及主要参数
理论上单晶硅太阳电池的最高光电转换效率为30%，
多晶硅太阳电池的最高效率为24%。目前，单晶硅太阳
电池的最高转换效率在实验室里已有了很大提高，为
了适于作为电极的金属和制造电极的方法。适合的金
属主要有银、铝、金、钛，而当时主要的电极制作方
法有真空蒸镀、化学镀鎳、印刷烧结三种。
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金属 银（Ag）
20℃体电阻率 （10－6Ω˙cm）
1.6
与硅的粘附性 熔点℃
低
961
铝（Al） 2.7
很高
659
金（Au） 2.2
低
1063
铜（Cu） 1.7