太阳能电池铝浆 ppt课件
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《太阳能电池材料》课件
纳米晶太阳能电池的制备工艺
纳米晶合成
通过化学方法合成所需的纳米晶材料。
纳米晶涂布
将纳米晶材料涂布在基底上，形成薄膜。
掺杂和电极制备
将电解质掺杂到纳米晶薄膜中，然后制备电极，完成纳米晶太阳能 电池的制备。
05 太阳能电池材料的发展趋势与挑战
提高光电转换效率的途径
1 2 3
研发新型材料
探索和开发具有更高光电转换效率的新型太阳能 电池材料，如钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳 能电池等。
表面处理和电极制备
对薄膜进行表面处理，然后制备电极，完成多元化合物太阳能电池的 制备。
有机太阳能电池的制备工艺
01
02
03
染料合成
合成所需的染料分子，这 些分子具有光电转换性能 。
染料涂布
将染料分子涂布在基底上 ，形成薄膜。
掺杂和电极制备
将电解质掺杂到染料薄膜 中，然后制备电极，完成 有机太阳能电池的制备。
多元化合物太阳能电池
总结词
多元化合物太阳能电池采用多种元素组合的材料体系，具有高吸收系数和宽光谱响应。
详细描述
多元化合物太阳能电池采用多种元素组合的材料体系，如铜锢硒、铜铟镓硒等，这些材料具有高吸收系数和宽光 谱响应，能够吸收太阳光中的多种波长。多元化合物太阳能电池的转换效率较高，但制造成本较高，且稳定性相 对较低。
优化材料结构
通过调整材料的组成、结构、形貌等参数，提高 材料的光吸收、载流子分离和收集效率，从而提 高光电转换效率。
表面处理和电极设计
采用表面涂层、粗糙化、反光镜等手段增强光的 吸收和反射，优化电极结构以降低载流子复合损 失。
降低成本的方法
降低材料成本
通过优化合成工艺、采 用低成本原材料等方法 降低太阳能电池材料的 生产成本。
太阳能电池丝网印刷工艺(ppt 48张)
银电极
电极材料的选择
能与硅形成牢固的接触； 这种接触应是欧姆接触，接触电阻小； 有优良的导电性； 纯度适当； 化学稳定性好； 熔点：961.78℃，电阻率：1.586×10^-8 Ω· m （20℃） 银的特征氧化数为+1，其活动性比铜差，常温下， 甚至加热时也不与水和空气中的氧作用。
铝背场
1.背铝作为背电场能够阻挡电子的移动，减小了表面 的复合率，有利于载流子的吸收； 2.减少光穿透硅片,增强对长波的吸收； 3.Al吸杂，形成重掺杂，提高少子寿命； 4.铝的导电性能良好，金属电阻小，而且铝的熔点相 对其他的合适金属来说熔点低，有利于烧结。 5.在烧结时p-type的铝掺杂渗入形成使原本掺杂硼的 p-type Si形成一层数微米厚的p+-type Si作为背场， 以降低背表面复合速度来提高电池的开路电压Voc。 6.因为硅片吸收系数差，当厚度变薄时衬底对入射光 的吸收减少，此时背场的存在对可以抵达硅片深度较 深的长波长光吸收有帮助，所以短路电流密度Jsc的 影响就更明显。
丝输出电流。 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。与p型区接触的电极是电流输出的正极，与n 型区接触的电极是电流输出的负极。 耐高温烧结、良好的导电性能及附着力，以及贵金属 成本等因素，决定了用银而不是其他贵金属； 正面电极由两部分构成，主栅线是直接接到电池外部 引线的较粗部分，副栅线则是为了将电流收集起来传 递到主线去的较细部分，制作成窄细的栅线状以克服 扩散层的电阻。电极图形，例如电极的形状、宽度和 密度等，对于太阳电池转换效率影响较大。
银与硅形成欧姆接触
有机物挥发 玻璃料在减反射膜表面聚集 玻璃料腐蚀穿过减反射膜 玻璃料通过与Si发生氧化还原反应产生腐蚀坑 PbO+Si Pb+SiO2 Ag晶粒在冷却过程中于腐蚀坑处结晶 ？由于玻璃料对Si表面腐蚀具有各向异性，导致在 Si表面形成了倒三角形的腐蚀坑。因此Ag晶粒在腐 蚀坑处结晶时与Si表面接触的一侧呈倒金字塔状， 而与玻璃料接触的一侧则成圆形。
太阳能电池工艺PPT课件
在空间电荷区产生后，由于正负电荷的作用，在空间电荷区中形成一个电场，其方向从带正电的N区指向带负电的P区，该电场是由载流子扩散后在半导体内部形成的，故称为内电场。内电场的方向与电子的扩散方向相同，与空穴的扩散方向相反，它是阻止载流子的扩散运动的。 综上所述，PN结中存在着两种载流子的运动。一种是多子克服电场的阻力的扩散运动；另一种是少子在内电场的作用下产生的漂移运动。，只有当扩散运动与漂移运动达到动态平衡时，空间电荷区的宽度和 内建电场才能稳定。 两种运动产生的电流方向相反，因而在无外电场或其他因素激励时，PN结中无宏观电流。
晶体硅太阳电池制造的第二步——PN结 PN结是晶体硅太阳电池的核心部分，没有PN结，便不能产生电流，也就不能成为太阳电池。有很多种方法制备太阳电池的PN结，比如三氯氧磷液态源扩散法，喷涂磷酸水溶液后链式扩散法，丝网印刷磷浆料后链式扩散法，而我们使用的是液态源热扩散法。
首先，母体分子CF4在高能量的电子的碰撞作用下分解成多种 中性基团或离子。 其次，这些活性粒子由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表 面，并在表面上发生化学反应。 生产过程中，CF4中掺入O2，这样有利于提高Si和SiO2的刻蚀速 率。
氢氟酸是无色透明的液体，具有较弱的酸性、易挥发性和 很强的腐蚀性。但氢氟酸具有一个很重要的特性是它能够溶解 二氧化硅，因此不能装在玻璃瓶中。 在半导体生产清洗和腐蚀工艺中，主要就利用氢氟酸的这 一特性来去除硅片表面的二氧化硅层。 氢氟酸能够溶解二氧化硅是因为氢氟酸能与二氧化硅作用 生成易挥发的四氟化硅气体。
太阳电池是以光生伏特效应为基础制备的。所谓光生伏特效应就是某种材料吸收了光能之后产生电动势的效应。尤其是在半导体内，光能转换为电能的效率特别高。 太阳电池工作原理可概括为以下几个过程： 1.光的照射，如单色光，太阳光等。 2.光子注入到半导体内部后，激发电子-空穴对。
《太阳能电池》ppt课件
电极
受体
有 机
给体
层
ITO
Donor: CuPc
glass
h
Acceptor: C60
①
LUMO ④
电子
正极
②③
负极
空穴
HOMO
① 激子的产生 ② 激子分散 ③ 激子拆分 ④ 载流子搜集
研讨进展
Charge Recombination in Organic Photovoltaic Devices with High OpenCircuit Voltages Q. L. Song JACS 132(2021) 4554-4555 IF: 9.019 Environment-friendly energy from all-carbon solar cells based on fullerene-C60 Q. L. Song SEMSC 93 (2021) 4–7 IF: 4.593
ITO
glass
双层构造
有机层
本体异质结构造
有机层
单层器件激子拆分
电子
Active layer:C60
空穴
电极
有机层
ITO
glass
LUMO
h
①
④
正极
② ③负极
HOMO
① 激子的产生 ② 激子分散 ③ 激子拆分 ④ 载流子搜集
NPB MoO3/NPB
PCE从 0.15 % 提高到0.414 % Environment-friendly energy from
有机太有机阳太能阳电能池电池应的运优而缺生陷
价钱廉价〔合成工艺简单，因此 本钱低廉，有竞争力〕
轻薄、柔软 易携带
足球烯 C60
太阳能电池生产工艺幻灯片PPT
等离子体刻蚀机
设备要求： 工艺重复性好， 刻蚀速度快、 均匀性好 。 密封性能好、 操作安全
洗磷
目的：去除硅片表面氧化层及扩散时形成的磷硅
玻璃(磷硅玻璃是指P2O5与SiO2的混合物）。 原理：P2O5溶于HF酸 SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O H2SiF6可溶于水 条件：HF浓度8％-10％ 洗磷后需用去离子水将硅片冲洗干净并甩干。
工艺目的；主要是去除油脂、松香、石蜡 等杂质。
工艺原理；超声振动使油珠滚落，物理去 油。
条件；去离子水一定量，温度60—90℃， 时间10—40min。
超声波清洗机
设备要求：稳定性 好，精确度高（温 度、时间），操作 方便（换水方便）。
减薄
工艺目的；去除表面损伤层和部分杂质。 工艺原理；利用硅在浓NaOH溶液中的各
PECVD（等离子体增强化学气相沉 积）
目的：表面钝化和减少光的反射，降低载 流子复合速度和增加光的吸收。
原理：硅烷与氨气反应生成氮化硅淀积在 硅片表面形成减反射膜。反应过程中有大 量的氢离子注入，使硅片中悬挂键饱和， 达到表面钝化和体钝化的目的，有效降低 了载流子的复合，提高了电池的短路电流 和开路电压。
将硅片冲洗干净，以免残留药液影响倒下个小环 节的正常进行。 去离子水是指纯水，指的是将水中的强电解质去 除并且将弱电解质去除到一定程度的水。其电阻 率越大，电导率约小则级别越高。
清洗机
设备要求：稳定性好，精确度高，密闭性 能好，有抽风装置，便于标准化生产，操 作简单安全。
烘干
目的：烘干。 原理：热吹风（~75 ℃ ）去除硅片表面残
48所三管扩散炉
刻蚀
目的；去除周边短路环。
原理：在辉光放电条件下，CF4和O2生成等离子体，交替 对周边作用，使周边电阻增大。
太阳能电池材料ppt课件
最新编辑ppt
37
非晶硅太阳能电池
最新编辑ppt
38
三种硅基太阳能电池性能分析
种类
优势
劣势
转换效率
单晶硅太阳能电池
转化效率最高，技术最为 硅消耗量大，成本高，工艺
成熟
复杂
16%-20%
多晶硅太阳能电池
转化效率较高
多晶硅生产工艺复杂，供应 受限制
14%-16%
非晶硅薄膜太阳能 电池
成本低，可大规模生产
几种材料能源转换效率
35 30 25 20 15 10
5 0
单晶硅 多晶硅 非晶硅 砷化镓 碲化镉硒化铜铟纳米晶硅 微晶硅 聚合硅
能源转换效率（%）
最新编辑ppt
50
各类太阳能性能比较
种类
材料
太阳能单 电池效率
单晶硅
15~24%
太阳能电 池模块效
率
主要制备方法
13~20%
表面结构化 发射区钝化 分区掺杂
转换效率不高，光致衰退效 率
9%-13%
最新编辑ppt
39
微晶硅太阳能电池
(4)微晶硅(μc-Si)太阳能电池
非晶硅对红外区域太阳辐射不 敏感，本身具有光致衰退效应，稳 定性不好，在非晶硅薄膜基础上经 退火处理得到微晶硅薄膜太阳能电 池，稳定性和光转换效率得到提高。 （禁带宽度接近单晶硅，为1.12e V）。
单晶硅电池转换效率最高，但生产成本高。
第二代：薄膜太阳能电池
基于薄膜技术基础之上，主要采用非晶硅及氧化物等 为材料。效率比第一代低，但生产成本最低。
第三代：化合物薄膜太阳能电池（铜铟硒 （CIS））等及薄膜Si系太阳能电池。
转化效率高，低成本，存在潜在庞大的经济效应。
《太阳能电池及材料》课件
敏化太阳能电池，具有较低的生产成本和较高的光电转换效率。
其他新型太阳能电池技术
钙钛矿太阳能电池
利用钙钛矿材料作为吸光层，制备出高效低成本 的太阳能电池。
异质结太阳能电池
通过在硅基太阳能电池表面制备一层薄薄的异质 结，提高光吸收和光电转换效率。
串联太阳能电池
将不同类型或不同波段的太阳能电池串联起来， 以提高光电转换效率和拓宽光谱响应范围。
太阳能电池技术
03
晶体硅制备技术
01
02
03
提纯技术
通过化学气相沉积、区熔 法等技术，将硅元素提纯 至99.9999%以上，以满 足太阳能电池制造的需求 。
单晶硅制备技术
通过直拉法、悬浮区熔法 等技术，制备出高质量的 单晶硅，以提高太阳能电 池的光电转换效率。
多晶硅制备技术
通过定向凝固、烧结法等 技术，制备出多晶硅，降 低生产成本，提高产量。
太阳能电池的种类与特点
晶体硅太阳能电池
染料敏化太阳能电池
效率高、技术成熟、应用广泛，但成 本较高。
制造成本低、可印刷制备、颜色可调 ，但稳定性较差。
薄膜太阳能电池
成本低、制造工艺简单、可弯曲，但 效率相对较低。
太阳能电池的应用领域
光伏发电
将太阳能转换为电能， 用于家庭、工业和商业
领域。
太空探测器能源
太阳能电池的挑战
05
与解决方案
提高光电转换效率的挑战与解决方案
挑战：目前太阳能电池的光电转换效率 普遍较低，限制了其应用范围和发电效 果。
引入光学元件和热力学技术，减少能量 损失，提高太阳能电池的能量收集效率 。
优化太阳能电池的制造工艺，提高生产 效率和产品质量。
解决方案
《太阳能电池及材料》PPT课件
（263）：156～166 3. Solar Energy Research Institute. Basic Photovoltaic
Principles. New York: New York, 1984 4. Green, M.A. “Photovoltaics: Technology Overview.” Energy
液相外延法 溅射沉积法
无效率衰退问 题
成本远低于单 晶硅
缺点
工艺繁 琐
成本高
效率低 于单晶
硅
5~10%
反应溅射法 PECVD法 LPCVD法
成本较低 转换效率较高
稳定性 不高
种类
材料
多元化合 物薄膜太 阳能电池
砷化镓 碲化镉 铜铟硒
纳米晶化学太阳能电池
聚合物多层修饰电极型太 阳能电池
精选PPT
单电 池效 率 19~ 32%
10~ 15%
10~ 12%
8~11%
3~5%
模块效率 23~30% 7~10% 8~10%
~8%
主要制备 方法
MOVPE和 LPE技术
真空蒸镀 法和硒化
法 溶胶凝胶
法 水热反应 溅射法 处于研发
当中
优点
效率较高 成本较单 晶硅低 易于规模
生产
价格低廉 性能良好 工艺简单
成本低廉 工艺简单 性能稳定
精选ppt三太阳能电池工作原理光伏效应精选ppt四太阳能电池的分类1硅系太阳能电池2多元化合物薄膜太阳能电池3聚合物多层修饰电极型电池4纳米晶化学太阳能电池砷化镓iiiv化合物硫化镉单晶硅太阳能电池多晶硅薄膜太阳能电池非晶硅薄膜太阳能电池精选ppt五太阳能电池对材料的要求材料便于工业化生产且材料性能稳定精选ppt六各类太阳能电池的制造方法及研究状况种类材料太阳能单电池效率太阳能电池模块效率主要制备方优点缺点15241320表面结构化发射区钝化分区掺杂效率最高技术成熟工艺繁成本高多晶10171015化学气相沉液相外延法溅射沉积法无效率衰退问效率低于单晶813510反应溅射法pecvd法lpcvd法成本较低转换效率较高稳定性不高精选ppt种类材料模块效率主要制备方法优点缺点多元化合物薄膜太阳能电池19322330movpe和lpe技术效率较高成本较单易于规模生产原材料镉有剧毒10157101012810真空蒸镀价格低廉性能良好工艺简单原材料来源比较有纳米晶化学太阳能电池8118溶胶凝胶水热反应溅射法成本低廉工艺简单性能稳定聚合物多层修饰电极型太阳能电池35处于研发当中易制作材料广泛成本低寿命短精选ppt七利用太阳能电池发电的优缺点优点
Principles. New York: New York, 1984 4. Green, M.A. “Photovoltaics: Technology Overview.” Energy
液相外延法 溅射沉积法
无效率衰退问 题
成本远低于单 晶硅
缺点
工艺繁 琐
成本高
效率低 于单晶
硅
5~10%
反应溅射法 PECVD法 LPCVD法
成本较低 转换效率较高
稳定性 不高
种类
材料
多元化合 物薄膜太 阳能电池
砷化镓 碲化镉 铜铟硒
纳米晶化学太阳能电池
聚合物多层修饰电极型太 阳能电池
精选PPT
单电 池效 率 19~ 32%
10~ 15%
10~ 12%
8~11%
3~5%
模块效率 23~30% 7~10% 8~10%
~8%
主要制备 方法
MOVPE和 LPE技术
真空蒸镀 法和硒化
法 溶胶凝胶
法 水热反应 溅射法 处于研发
当中
优点
效率较高 成本较单 晶硅低 易于规模
生产
价格低廉 性能良好 工艺简单
成本低廉 工艺简单 性能稳定
精选ppt三太阳能电池工作原理光伏效应精选ppt四太阳能电池的分类1硅系太阳能电池2多元化合物薄膜太阳能电池3聚合物多层修饰电极型电池4纳米晶化学太阳能电池砷化镓iiiv化合物硫化镉单晶硅太阳能电池多晶硅薄膜太阳能电池非晶硅薄膜太阳能电池精选ppt五太阳能电池对材料的要求材料便于工业化生产且材料性能稳定精选ppt六各类太阳能电池的制造方法及研究状况种类材料太阳能单电池效率太阳能电池模块效率主要制备方优点缺点15241320表面结构化发射区钝化分区掺杂效率最高技术成熟工艺繁成本高多晶10171015化学气相沉液相外延法溅射沉积法无效率衰退问效率低于单晶813510反应溅射法pecvd法lpcvd法成本较低转换效率较高稳定性不高精选ppt种类材料模块效率主要制备方法优点缺点多元化合物薄膜太阳能电池19322330movpe和lpe技术效率较高成本较单易于规模生产原材料镉有剧毒10157101012810真空蒸镀价格低廉性能良好工艺简单原材料来源比较有纳米晶化学太阳能电池8118溶胶凝胶水热反应溅射法成本低廉工艺简单性能稳定聚合物多层修饰电极型太阳能电池35处于研发当中易制作材料广泛成本低寿命短精选ppt七利用太阳能电池发电的优缺点优点
《太阳能电池材料》PPT课件
第二代：薄膜太阳能电池，占太阳能电池产品市场的9.9%，第 二代太阳能电池基于薄膜技术基础之上，主要采用非晶硅及氧 化物等为材料。效率比第一代低，最高的的转化效率为13％， 但生产成本最低。
第三代：铜铟硒（CIS）等化合物薄膜太阳能电池及薄膜Si系太 阳能电池。主要处于实验室生产状态， 由于其的高效率，低成 本而存在潜在庞大的经济效应。
太阳能电池材料
ppt课件
1
目录
1
背景及发展历程
2
基本原理
3
电池应用
4
电池分类
5
发展前景
ppt课件
2
背景
1.地球每天接收的太阳能，相当于整个世界一年所 消耗的总能量的200倍。太阳每秒发出的能量就大 约相当于1.3亿亿吨标准煤完全燃烧时所释放出的 全部热量。
2.包括风能、海洋能等，都是太阳能的子孙，都是 太阳能转换而成。
3.太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生清洁能 源。
太阳能电池是太阳能利用的重要途径之一
ppt课件
3
太阳能电池基本原理
1.太阳能电池 太阳能电池（Solar Cells）,也称为光伏电池，是将太阳
光辐射能直接转换为电能的器件。由这种器件封装成太阳能电 池组件，再按需要将一定数量的组件组合成一定功率的太阳电 池方阵，经与储能装置、测量控制装置及直流--交流变换装置 等相配套，即构成太阳电池发电系统，也称为光伏发电系统。 2.光伏特效应
ppt课件
13
太阳能电池的应用
太阳能汽车
ppt课件
14
太阳能电池的应用
家电方面 ➢手提灯 ➢节能灯 ➢充电器
ppt课件
15
太阳能电池的分类
1.按结构分类
➢ 同质节太阳能电池 ➢ 异质节太阳能电池 ➢ 肖特基太阳能电池
第三代：铜铟硒（CIS）等化合物薄膜太阳能电池及薄膜Si系太 阳能电池。主要处于实验室生产状态， 由于其的高效率，低成 本而存在潜在庞大的经济效应。
太阳能电池材料
ppt课件
1
目录
1
背景及发展历程
2
基本原理
3
电池应用
4
电池分类
5
发展前景
ppt课件
2
背景
1.地球每天接收的太阳能，相当于整个世界一年所 消耗的总能量的200倍。太阳每秒发出的能量就大 约相当于1.3亿亿吨标准煤完全燃烧时所释放出的 全部热量。
2.包括风能、海洋能等，都是太阳能的子孙，都是 太阳能转换而成。
3.太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生清洁能 源。
太阳能电池是太阳能利用的重要途径之一
ppt课件
3
太阳能电池基本原理
1.太阳能电池 太阳能电池（Solar Cells）,也称为光伏电池，是将太阳
光辐射能直接转换为电能的器件。由这种器件封装成太阳能电 池组件，再按需要将一定数量的组件组合成一定功率的太阳电 池方阵，经与储能装置、测量控制装置及直流--交流变换装置 等相配套，即构成太阳电池发电系统，也称为光伏发电系统。 2.光伏特效应
ppt课件
13
太阳能电池的应用
太阳能汽车
ppt课件
14
太阳能电池的应用
家电方面 ➢手提灯 ➢节能灯 ➢充电器
ppt课件
15
太阳能电池的分类
1.按结构分类
➢ 同质节太阳能电池 ➢ 异质节太阳能电池 ➢ 肖特基太阳能电池
太阳能铝浆原理、应用及发展趋势
1. 润湿分散剂 分散剂吸附在粉体表面，以此来提高粉体之间的电位 差或者在粉体间形成空间位阻，增加粉体间排斥力，从而使粉体分散；
2. 流平剂 浆料的流平性是指沉积于基片表面上的浆料，在短时间内 消除丝网的痕迹，形成一个连续的膜层的能力；
3. 消泡剂 浆料在生产、搅拌、使用过程中会产生一些气泡。这些气 泡在印刷过程中会产生空洞，造成印刷质量下降影响电池性能。因此 会适量加入一定消泡剂避免这一现象；
3.附着力 附着力主要是由铝浆本身的配方和选材决定的。
玻璃体的选择决定烧结后铝浆附着能力的强弱。无机 粘合剂必须与金属颗粒 之间界面张力高，能够润湿金
属；玻璃体在界面层一边拉住铝，一边拉住硅，将铝 和硅粘在一起；在铝膜外层将铝和铝粘在一起，因此 铝膜的附着力也受使用工艺的影响：
4.弯曲度 由于铝浆中占主体的铝的热膨胀系数
二、铝浆的组份及其作用
铝粉是作为背场主要的导电相而存在的。铝粉的粒径分布 和化学组成等各项性能对太阳能电池的输出特性及背电场 外观有着关键的影响。早期的太阳能铝浆铝粉的粒径比较 单一，中粒径控制在5-6μm或者4-5μm。随着铝浆技术的 发展，铝浆中细粉的添加和粗粉的混合等粒径控制技术日 趋成熟， 极大得提高了铝浆的综合性能。
αAl=24×10-6/℃ ， 而硅的热膨胀系数αSi=2.3×106/℃，铝的膨胀系数比硅大10 倍左右，烧结后的电池 片在冷却时，铝膜就具有更大的收缩趋势，从而表现 出一定程度的弯曲。烧结后电池片的弯曲度主要受以 下因素的影响：
①硅片厚度
②印刷重量
③烧结条件
④浆料配方
太阳能铝浆的发展趋势
太阳能铝浆目前面临的新技术、新工艺 ： 1、超薄硅片的使用 ； 2、SE工艺和烧结温度不断地提高； 3、钝化背场电池； 4、绒面技术的更新； 5、双面电池和N型电池。
2. 流平剂 浆料的流平性是指沉积于基片表面上的浆料，在短时间内 消除丝网的痕迹，形成一个连续的膜层的能力；
3. 消泡剂 浆料在生产、搅拌、使用过程中会产生一些气泡。这些气 泡在印刷过程中会产生空洞，造成印刷质量下降影响电池性能。因此 会适量加入一定消泡剂避免这一现象；
3.附着力 附着力主要是由铝浆本身的配方和选材决定的。
玻璃体的选择决定烧结后铝浆附着能力的强弱。无机 粘合剂必须与金属颗粒 之间界面张力高，能够润湿金
属；玻璃体在界面层一边拉住铝，一边拉住硅，将铝 和硅粘在一起；在铝膜外层将铝和铝粘在一起，因此 铝膜的附着力也受使用工艺的影响：
4.弯曲度 由于铝浆中占主体的铝的热膨胀系数
二、铝浆的组份及其作用
铝粉是作为背场主要的导电相而存在的。铝粉的粒径分布 和化学组成等各项性能对太阳能电池的输出特性及背电场 外观有着关键的影响。早期的太阳能铝浆铝粉的粒径比较 单一，中粒径控制在5-6μm或者4-5μm。随着铝浆技术的 发展，铝浆中细粉的添加和粗粉的混合等粒径控制技术日 趋成熟， 极大得提高了铝浆的综合性能。
αAl=24×10-6/℃ ， 而硅的热膨胀系数αSi=2.3×106/℃，铝的膨胀系数比硅大10 倍左右，烧结后的电池 片在冷却时，铝膜就具有更大的收缩趋势，从而表现 出一定程度的弯曲。烧结后电池片的弯曲度主要受以 下因素的影响：
①硅片厚度
②印刷重量
③烧结条件
④浆料配方
太阳能铝浆的发展趋势
太阳能铝浆目前面临的新技术、新工艺 ： 1、超薄硅片的使用 ； 2、SE工艺和烧结温度不断地提高； 3、钝化背场电池； 4、绒面技术的更新； 5、双面电池和N型电池。
相关主题
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
太阳能电池铝浆
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
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%。
太阳能电池铝浆
表征太阳电池的电性能参数的主要是：开路电
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。
太阳能电池铝浆
太阳能电池铝浆
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
－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
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。
太阳能电池铝浆
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
在交界面处形成组成为11.3％硅原子和88.7％铝原
子的熔液。
太阳能电池铝浆
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。
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。
太阳能电池铝浆
（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。
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，
太阳能电池铝浆
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
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
太阳能电池铝浆
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。
太阳能电池铝浆
• “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……”
太阳能电池铝浆
1.太阳能电池在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
低
1084
钛（Ti） 46.6
很高
1667
太阳能电池铝浆
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。
太阳能电池铝浆
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。
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。
太阳能电池铝浆
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
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。
太阳能电池铝浆
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＋
（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。
太阳能电池铝浆
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
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%。
太阳能电池铝浆
表征太阳电池的电性能参数的主要是：开路电
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。
太阳能电池铝浆
太阳能电池铝浆
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
－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
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。
太阳能电池铝浆
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
在交界面处形成组成为11.3％硅原子和88.7％铝原
子的熔液。
太阳能电池铝浆
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。
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。
太阳能电池铝浆
（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。
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，
太阳能电池铝浆
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
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
太阳能电池铝浆
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。
太阳能电池铝浆
• “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……”
太阳能电池铝浆
1.太阳能电池在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
低
1084
钛（Ti） 46.6
很高
1667
太阳能电池铝浆
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。
太阳能电池铝浆
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。
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。
太阳能电池铝浆
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
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。
太阳能电池铝浆
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＋