太阳能电池片烧结原理简介-杨玮亮

二、正银线电流传导机构
机构一: 由银颗粒和emitter的直接接触来传导
机构二: 银颗粒和emitter之间由tunneling effect来传导电流
a. b. c.
Direct connection : 银颗粒和emitter的直接接触 Tunneling : 若银颗粒和emitter间存有极薄的glass film，则电流可藉由 tunneling effect来传导 Tunneling & hopping : 若银颗粒和emitter间存有较厚的glass film，则 电流可藉由tunneling和玻璃中金属析出物之间的hopping来传导
谢
谢
比例（P）控制 比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有 比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）。 积分（I）控制 在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统， 如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（System with Steady-state Error）。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差 取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着 时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比 例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。 微分（D）控制 在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。自 动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性 组件（环节）或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解 决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是 零。这就是说，在控制器中仅引入 “比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅 值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制 器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。 所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特 性。
Despatch烧结炉温度控制系统
Despatch烧结炉温度控制系统
Despatch烧结炉温度控制系统
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PID控制系统
在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微 分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历 史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制 的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精 确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构 和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。 即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段 来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和 PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算 出控制量进行控制的。
烧结深度对Rsh的影响
Over firing
Correctly firing
Ag
ARC SiOx
I
n-Si
ARC SiOx
Ag
I
n-Si
II
p-Si
No penetration Insufficient Energy Insufficient Reaction No Power
Ag
ARC SiOx
熔融的玻璃开始蚀刻SiN层， Ag则渐渐融入熔融的玻璃中
在670~700℃，玻璃蚀穿SiN层 后，开始融蚀Si的表层 (emitter)
在冷却时，熔融玻璃中过量的Ag析出成Ag颗粒， 并嵌埋在Si的表面，形成电流传导的途径
正银烧结曲线（理论曲线）
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Drying :在150℃干燥时先挥发掉胶料中所有的溶剂，否则在高温烧结时溶剂 产生的气泡将会造成裂缝。 Burn out :在300~400℃进行burn-out的过程，烧除掉胶料中的有机黏结剂。 Firing :在700~800℃时，烧结后使银线黏附在Si wafer表面。
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4.
Solvent evaporation : 100℃~200℃，溶剂挥发。 Resin removal : 200℃~400℃，聚合物树脂烧除。 Glass melting & Ag sintering : 400℃~600℃，玻璃开始融化，银颗粒 开始缩合及烧结。 Glass-Si & Ag-Si reaction : 600℃~800℃，熔融的玻璃和溶解的银开始 蚀刻掉氮化硅表层，并蚀刻掉极薄的硅表层。最后，银颗粒在硅表层结晶 析出。
在实际调试中，只能先大致设定一个经验值，然后根据调节效果修改。 对于温度系统：P（%）20--60，I（分）3--10，D（分）0.5--3 对于流量系统：P（%）40--100，I（分）0.1--1 对于压力系统：P（%）30--70，I（分）0.4--3 对于液位系统：P（%）20--80，I（分）1--5 参数整定找最佳，从小到大顺序查 先是比例后积分，最后再把微分加 曲线振荡很频繁，比例度盘要放大 曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳 曲线偏离回复慢，积分时间往下降 曲线波动周期长，积分时间再加长 曲线振荡频率快，先把微分降下来 动差大来波动慢，微分时间应加长 理想曲线两个波，前高后低4比1 一看二调多分析，调节质量不会低
源自文库
三、背铝烧结过程
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6.
浆料干燥，烧除有机溶剂和粘结剂。 铝/硅开始熔化为液相。 熔融的铝和硅开始相互的传递形成Al/Si互溶的液体。 在达到最高温时，Al/Si互溶的液体完整地覆盖住wafer的表面。 在冷却时，硅原子快速地由paste移回wafer表面，掺杂着Al原子形 成P+结构的BSF。 当温度冷却至557℃以下时，背铝会转换成Al-Si共晶(12%的Si)，并 且在BSF上面会覆盖一层致密的Al-Si共晶层。
背铝烧结相图
铝/硅形成背面电极(BSF)
BSF
Al与Si形成BSF (back surface field) (P+)，具有较高的电位。当跃迁电子遇 到BSF时，会倾向往n type区移动，进 而提高电流。
烧结对电性参数的影响
Physical appearance of Al partially white or light color – under firing brown, beads, bumps – over firing Electrical parameters Rs is high,Rsh is low – under firing Rs is low, Rsh is high – correctly firing Rs is reasonably low, but Rsh is very low – over firing
p-Si
low penetration Insufficient Energy Partial Contact Low Power
Ag
ARC SiOx
I
n-Si
II
III
I
n-Si
II
III
IV
p-Si
Ideal state Rc lowest High Power
p-Si
Si etched by frit Rc increasing Rsh decreasing Low power
太阳能电池片烧结原理简介
制程部 杨玮亮 2011-01-26
目录
一、正银烧结过程 二、正银线电流传导机构 三、背铝烧结过程 四、烧结对电性参数的影响 五、Despatch烧结炉温度控制系统
一、正银烧结过程
网印finger line在wafer上
Finger line中的玻璃成份在加 热到450℃时 开始融化