太阳能电池片中的烧结工艺问题探讨
太阳能电池片中的烧结工艺问题探讨
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电极
➢ 作用：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。习惯上把制作在电池光照面的电极 成为上电极，把制作在电池背面的电极成为下电极或背电 极。 ➢ 上电极通常制作成窄细的栅线状以克服扩散层的电阻，并 由一条较宽的主栅来收集电流，下电极则布满全部或绝大 部分的背面，以减小电池的串联电阻。
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Ag浆
正面电极因为要减少电极遮光面积，所以使 用导电性能良好的银浆，因为先前的减反射膜已 经形成正面的电性绝缘，所以银浆一般掺有含铅 的硼酸玻璃粉（PbO-B2O3-SiO glass frit），在高 温烧结时玻璃粉硼酸成分与氮化硅反应并刻蚀穿 透氮化硅薄膜，此时银可以渗入其下方并与硅形 成此种局部区域性的电性接触，铅的作用在银-铅 -硅共熔而降低银的熔点。
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印刷品质
浆料本身的性质对产品有很大的影响：
（1）因为材料热膨胀系数的差异，浆料成分的不同也会造成 太阳能电池的翘弯问题；
（2）烧结后浆料的附着性也是一个问题，要通过拉力测试； （3）背场有铝球形成，原因：
①硅片表面织构化过程时造成表面高低差过大； ②干燥时间太短； ③在烧结时铝颗粒间相互融溶而使颗粒间距缩短；
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（1）与PbO和Si发生的氧化还原反应类似，玻璃料中的Ag2O 与Si发生如下反应： Ag2O+Si —— Ag+SiO2
（2）Ag和被腐蚀的Si 同时融入玻璃料中。冷却时，玻璃料中 多余的Si外延生长在基体上，Ag晶粒则在Si表面随机生长。
（3）在烧结过程中通过氧化还原反应被还原出的金属Pb呈液 态， 当液态铅与银相遇时，根据Pb-Ag 相图银粒子融入铅 中形成 Pb-Ag相。Pb-Ag熔体腐蚀Si的<100>晶面。冷却过 程中, Pb和Ag发生分离，Ag在<111>晶面上结晶 ，形成倒 金字塔形 。
从太阳能电池I—V 特性曲线分析烧结工艺条件
从I—V 特性曲线分析烧结工艺条件摘要：本文通过研究太阳电池的性能与烧结温度和带速的关系，利用太阳电池单片测试仪，测试太阳电池的I-V特性曲线并对其进行分析。
研究了太阳电池的串并联电阻与烧结条件的各个温度段的温度相关；获得了一些结果：串联电阻与低温阶段的烧结条件有关，并联电阻受到高温区温度和烧结时间（带速）的严重影响。
通过以上关系对烧结工艺优化调整后，获得了较好性能的太阳电池。
给出了太阳电池烧结工艺的调整方法，对太阳电池的生产具有一定的指导意义。
关键词：太阳电池；串联电阻；并联电阻；烧结工艺条件0引言太阳电池是将太阳能转换成电能的基础器件，常规的硅太阳电池片制备工艺流程为：化学清洗抛光→绒面制作→磷扩散→等离子刻蚀去周边→去磷硅玻璃→镀减反射膜→丝网印刷电极→烧结→性能测试。
其中烧结是太阳电池制备的关键工艺之一。
烧结的好坏影响着串并联电阻和填充因子，进而影响太阳电池的效率；况且前面某些步骤出现问题还可以返工，而这一步操作一旦完成太阳电池的性能就无法再改变，所以这一步工艺的好坏最终决定着整个工艺的好坏。
决定烧结工艺条件的因素有扩散的结深、烧结温度、烧结时间以及所使用的浆料型号等。
由于现在很多光伏厂家所使用的设备型号、性能、电极浆料等都不一样，所以有不同的烧结条件，这都需要各个厂家对工艺条件进行研究和总结，获得适合于自己生产线的工艺条件。
本文通过分析不同的烧结工艺下太阳电池的I-V特性曲线，得到串联电阻与烧结条件的各个温度段的温度相关，并联电阻受到高温区温度和烧结时间（带速）的影响，对硅太阳电池烧结工艺的优化有一定的指导意义。
1实验1.1实验原理由相关资料可知：铝-硅合金最低共熔点温度为577.2℃，银-铝合金最低共熔点温度为567℃。
在烧结背面铝背场时，如果温度达到577℃，铝和硅很快就形成合金，而使得背面因扩散而形成的N型层得到杂质补偿，同时银-铝也合金化，形成背电极的欧姆接触。
而当温度逐渐降低后，硅铝合金中的一部分铝会因饱和而析出来，剩下的铝则使得硅形成高掺杂的P+层，在电池的背面形成P+/P 高低结，产生铝背场结构(BSF)。
太阳能电池片烧结原理简介-杨玮亮
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）
1. 2. 3.
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。
1. 2. 3.
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。
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。
太阳电池片烧结炉的设计及其关键性能探讨
一前言进入21世纪以来，光伏发电作为理想的可再生能源发电技术，得到了迅猛发展。
在市场的拉动下，到2006年，我国已形成1200MW的生产能力。
在太阳电池片的整个生产工艺流程中，扩散、镀膜和烧结三道工序足最主要的，其中烧结是使晶体硅基片真正具有光电转换功能的至关重要的一步。
因此，烧结设备的性能好坏直接影响着电池片的质量。
太阳电池片目前采用只需一次烧结的共烧工艺，同时形成上下电极的欧姆接触。
银浆，银铝浆、铝浆印刷过的硅片，经过烘干使有机溶剂完全挥发，膜层收缩成为固状物紧密粘附在硅片上，这时可视为金属电极材料层和硅片接触在一起。
当电极金属材料和半导体单晶硅加热达到共晶温度时，单晶硅原子以一定的比例溶入到熔融的合金电极材料中。
单晶硅原子溶入到电极金属中的整个过程是相当快的，—般只需几秒钟时间。
溶入的单晶硅原子数目取决于合金温度和电极材料的体积，烧结合金温度越高，电极金属材料体积越大，则溶入的硅原子数目也越多，这时的状态被称为晶体电极金属的合金系统。
如果此时温度降低，系统开始冷却形成再结晶层，这时原先溶入到电极金属材料中的硅原子重新以固态形式结晶出来，也就是在金属和晶体接触界面上生长出一层外延层。
如果外延层内含有足够量的与原先晶体材料导电类型相同的杂质成份，这就获得了用合金法工艺形成欧姆接触；如果在结晶层内含有足够量的与原先晶体材料导电类型异型的杂质成份，这就获得了用合金法工艺形成P-N结。
典型的太阳电池片的烧结曲线如图1所示。
整个时间约120s，分为烘干、预烧、烧结和降温四个阶段。
其中烧结段从500℃迅速升温至850℃左右，然后急剧降温到500℃以下，这段时间约10s，而在850℃C仅停留2-3s。
这种陡升陡降的工艺曲线，要求烧结设备在加热元件、炉膛结构，气氛布置、控制原理、传动系统和冷却方式等方面必须要有专门的设计。
二加热元件的选择和固定方式一般网带式烧结炉采用电热丝作为加热元件，主要通过热传导对工件进行加热，无法实现急速升温。
太阳能电池片常见问题
铝刺：?
铝带在传送硅片的时候，将铝浆留在铝带支点上，会将铝浆粘粘到下一片硅片上，形成铝刺，不会影响电性能，会影响表面外观。
烧结温度过高,正电极会穿透PN结，导致Rsh变小；背电场浓度不均匀，会烧结翘曲，同时Uoc变小。?
Ag浆：?
颗粒大，容易渗漏，形成比较好的欧姆接触，但是会造成表面缺陷增大，Uoc变小，Isc变小，从而导致FF降低。颗粒过小的表面能大，烧结会更容易成块，会导致Rs变大。?
晶粒间的晶列会更明显（表面凹凸不平度增加），导致不规则扩散，从而导?致漏电，Rsh变小失效。?
（3）多孔硅去除不干净：也属于表面未去除干净。?
?
扩散工序?（1）方阻过小：?
即掺杂浓度越高，体电阻及接触电阻越小，也就是Rs越小，但是电子空穴复合几率变大，会导致Isc变小、Uoc变大，从而导致FF降低。????
（2）过刻：?
在边缘地方的PN结被刻蚀，会导致部分结区短路，同样会导致漏电，Rsh失?效，暗电流失效。????
பைடு நூலகம்3）清洗不干净：?
表面有杂质会导致Rsh变小。
PSG:由于在扩散过程中，虽然采用背靠背扩散，硅片的所有表面（包括边缘）都将不可避免地扩散上磷。PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，而造成短路。此短路等效于降低并联电阻。
PECVD工序?
膜厚异常：PECVD镀膜主要是为了减反射，对应某一种膜厚实际上只能减少相应频率的入射太阳光的反射率，膜厚异常减反效果会变差。由于太阳光是混合光，因此实际生产中膜厚是通过实验来确定的（蓝绿光强度最强）。膜厚异常将会导致Uoc、Isc变小，从而导致FF降低。?
??丝网工序?
（2）方阻过大：?
?即掺杂浓度越低，体电阻及接触电阻越大，也就是Rs越大，而电子空穴复?
太阳能电池工艺中的丝网印刷和烧结
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6
背面电极印刷参数
在印刷图形完好时，印刷头压力在范围内尽 可能的小。
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7
背面Al浆可焊电极印刷
丝网材质：不锈钢丝网 1. 目数：320目 2. 丝直径：23～28μm 3. 丝网厚度：46μm 4. 膜厚：15μm 5. 膜和丝网总厚度：60～63μm
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8
背面场印刷参数
丝网印刷与 烧结
丝网印刷的发展史
❖ 丝网印刷技术从本上世纪70年代开始产生并 发展，由于其相对简单的生产工艺，在市场上确 立了优势。而丝网印刷也有各种不同的制造工艺， 其中我们运用的是一种最简单的工艺，它也被一 些生产厂商和实验室改进并提高。
但是所有的改进和变化都是为了获得更高的 转换效率和更低的成本，所以许多的改进工艺已 经运用于经济生产活动，而更多的还只是停留在 实验室阶段。
20
烧结对电池片的影响
❖ 相对于铝浆烧结，银浆的烧结要重要很多，对电 池片电性能影响主要表现在串联电阻和并联电阻， 即FF的变化。
❖ 铝浆烧结的目的使浆料中的有机溶剂完全挥发， 并形成完好的铝硅合金和铝层。局部的受热不均 和散热不均可能会导致起包，严重的会起铝珠。
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烧结对电池片的影响
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2
丝网印刷原理
❖ 丝网印刷是把带有图像或图案的模版被附着在丝网上进 行印刷的。通常丝网由尼龙、聚酯、丝绸或金属网制作 而成。当承印物直接放在带有模版的丝网下面时，丝网 印刷油墨或涂料在刮刀的挤压下穿过丝网中间的网孔， 印刷到承印物上（刮刀有手动和自动两种）。丝网上的 模版把一部分丝网小孔封住使得颜料不能穿过丝网，而 只有图像部分能穿过，因此在承印物上只有图像部位有 印迹。换言之，丝网印刷实际上是利用油墨渗透过印版 进行印刷的，这就是称它为丝网印刷而不叫蚕丝网印刷 或绢印的原因，因为不仅仅蚕丝用作丝网材料，尼龙、 聚酯纤维、棉织品、棉布、不锈钢、铜、黄铜和青铜都 可以作为丝网材料。
太阳能电池烧结原理解读
背铝烧结过程
铝硅形成背面电极
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区移动，进而提高电流。
铝背场作用
1.
背铝作为背电场能够阻挡电子的移动，减了表 面的复合率，有利于载流子的吸收；
减少光穿透硅片,增强对长波的吸收； Al吸杂，形成重掺杂，提高少子寿命；
二、正银烧结过程
·
网印正银在wafer上
有机物挥发，正银中的玻璃成份在加热到450度时开始融化
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°C，玻璃蚀刻SiN层后，开始溶蚀Si的表层（emitter），产生 腐蚀坑 PbO+Si Pb+SiO2
在冷却时，熔融玻璃中过量的Ag析出成Ag颗粒， 并嵌入在Si的表面，于腐蚀坑处结晶形成电流传导的途径
银晶粒的析出机理？
1. 2.
3.
与PbO和Si发生的氧化还原反应类似，玻璃料中的 Ag2O与Si Ag2O+Si ——Ag+SiO2 Ag和被腐蚀的Si 同时融入玻璃料中。冷却时，玻璃料 中多余的Si外延生长在基体上，Ag晶粒则在玻璃料中 多余的Si外延生长在基体上，Ag晶粒则在Si表面随机 生长。 在烧结过程中通过氧化还原反应被还原出的金属Pb呈 液态，当液态铅与银相遇时，根据Pb-Ag 相图银粒子 融入铅中形成Pb-Ag相。Pb-Ag熔体腐蚀Si的<100>晶面。 冷却过程中, Pb和Ag发生分离，Ag在<111>晶面上结晶， 形成倒金字塔形。
烧结原理
目录
银电极 正银烧结过程 正银线电流传导机构 背铝简介
光伏电池烧结浅谈
二 正银烧结过程
银晶粒的析出机理？ 2Ag2O+Si ——4Ag+SiO2 Ag和被腐蚀的Si 同时融入玻璃料中 液态铅与银相遇形成Pb-Ag相 Pb-Ag熔体腐蚀Si的<100>晶面 Ag在<111>晶面上结晶形成倒金字塔形
二 正银烧结过程
银晶粒的析出机理
溶剂 挥发 聚合物树 脂烧除 玻璃 融化 银颗粒缩 合及烧结 玻璃和银 刻蚀硅 银晶粒 析出
五 温度调整方法谈
调节方法
温度调节过程中的异常处理 弓片 薄片、铝浆和印刷湿重都可能引起弓片 最快捷最有效的方法的是降低烧结温度 效率开始下降时建议停止降低温度 尽量减少硅片在577℃以上的时间。 温度调节不能完全保证消除弓片，只是降低其严 重性
五 温度调整方法谈
调节方法
温度调节过程中的异常处理 鼓包和铝珠 有可能是浆料本身引起 烧结区温度过高才会出现 最先出现鼓包和铝珠的往往是边缘。 采取的主要措施是直接降低烧结温度。 铝珠跟镀膜方式和履带设计有很大关系
正银的烧结过程
有机物挥发，玻璃成份融化
·
二 正银烧结过程
正银的烧结过程
玻璃蚀刻SiNX层，Ag融入
·
二 正银烧结过程
正银的烧结过程
Si表层产生腐蚀坑
·
二 正银烧结过程
正银的烧结过程
腐蚀坑处形成电流传导
·
二 正银烧结过程
正银烧结曲线（理论曲线）
挥发掉 浆料中 的溶剂 烧除掉浆 料中的有 机粘结剂 银线粘 附在硅 片表面
五 温度调整方法谈
调节方法
温度稳定性的干扰因素 要承认每个烧结炉的差异性 工艺往往需要的是实际的烧结温度 不同的烧结炉，热电偶安置的位置可能有所差异 尽量在最低的温度下完成烧结
晶体硅太阳电池烧结温度调节方法谈
晶体硅太阳电池烧结温度调节方法谈对于晶体硅太阳电池来说，烧结是最后一个工艺。
烧结本身并不能提升效率，只是将电池应该达到的效率发挥出来，最终电池效率如何，要在在烧结工艺全部完成时才能体现出来。
下面本人将结合实际经验发表个人对烧结的看法。
烧结曲线大家谈论较多的是陡坡式和平台式，陡坡式曲线上升缓慢，平台式在高温区会突然上升，使用哪种温度曲线，可能要结合不同的烧结炉和不同的工艺，工艺的前后匹配很重要。
常见烧结曲线图烧结曲线需要借助烧结炉来完成。
平台式曲线温度突然上升部分对快速升温和稳定性的要求较高，所以浅结高方阻结构跟平台式曲线相对比较匹配。
在烧结炉硬件性能达不到标准要求的情况下，大家普遍选择的是陡坡式烧结曲线。
一般来说，这种曲线在高温区稳定性好，对工艺的兼容性也很好。
二、烧结温度的调节方法目前的太阳电池使用的是正背共烧工艺，正面的烧结显得更加重要，因为银硅的欧姆接触相对较难，其接触电阻占串联电阻份额较大，因此铝浆、背银的设计应该去匹配正银的烧结条件。
1、温度调节的时机选择正常情况下，为了不轻易打破烧结炉的热量交换，烧结温度不应做太大的调整。
当电池的电性能和外观出现异常，这个时候才需要我们来调节烧结温度。
如果遇到重要的工艺调整，例如扩散方阻变化（比如高方阻），正面图形设计更改，浆料升级和更换，突然的工艺异常，电池外观异常等这些情况，这个时候可以对烧结温度做一些调整。
调整时首先要做的就是对测试结果的观测和分析，先参考电性能，观察FF和串联电阻的变化，再观察并联电阻和反向电流是否异常。
最后去参考外观，比如出现弓片，鼓包等外观异常。
2、烧结温度调节对温区的选择生产用烧结炉有9个区，基本的设计分为前后两部分。
前半部分的三个区为烘干区，主要完成浆料中有机物的烘干和燃烧；后半部分的6个区，主要完成背场和正面的烧结。
烧结炉结构图背场的烧结主要是铝浆到铝金属的转变和硅铝合金的形成，也可以说是硅铝欧姆接触的形成。
正面的烧结是银浆到银和玻璃料混合固体的形成。
太阳能电池片烧结工艺
太阳能电池片烧结工艺烧结方式：高温快速烧结加热方式：红外线加热烧结过程1、烧结是一个扩散、流动和物理化学反应综合作用的过程。
在印刷状况稳定的前提下，温区温度、气体流量、带速是烧结的三个关键参数。
2、由于要形成合金必须达到一定的温度，Ag、Al与Si形成合金的稳定又不同，所以必须设定不同的温度来分别实现合金化。
3、将印刷好的上,下电极和背场的硅片经过网印刷机的传送带传到烧结炉中,经过烘干排焦、烧结和冷却烘干排焦、烘干排焦烧结和冷却过程来完成烧结工艺最终达到上下电极和电池片的欧姆接触。
①烘干排焦一在网带的上、下都装有加热带，由温控仪控制其温度。
目的是将印刷有浆料硅片烘干，并使浆料内绝大部分焦油挥发出来。
如果温度设置不合理，不能使大部分焦油从浆料中挥发出来，剩下的焦油在进入下一区域时会对烧结的效果影响很严重，对转换率有高达0.2%的影响。
为了保证设备安全，在每个区域都设有2个热电偶，一个用于温度控制，一个用于过温保护。
①烘干排焦二为了减少腔室内热量的损失，在设备强势内部的四周安装上隔热板，并在腔室外的两边装上了铝的隔热反射板，让整个腔室始终保持一个稳定的温度，有利于工艺的稳步进行。
对流器：对流器：为了能让从浆料中挥发的焦油全部从抽风管道中抽走，设计了一个对流加热器。
从烘干区上部的对流加热器中吹出温度受控的气体，吹到腔室中，在从烘干区的两头将气体抽出，保证从硅片挥发出来的焦油被对流加热器吹出的热气带出腔室内，而不会导致硅片挥发出来的热焦油在机器出口处冷凝而回流到设备里。
对流盒子内置在加热盒子里，经过过滤的大气被热空气风扇吸入到一个温度可控的加热器中，最后进入到腔室内。
但为保证安全操作，如果吸入的空气总量在增加，相应离开的总量必须是合适的。
②快速加热烧结根据工艺要求，需要此腔室的灯管能提供很高（高到1000℃）的温度，并且能在高温下工作。
一般用石英玻璃管加热器。
此种设备用气流把快速加热箱分成4独立的加热系统，以保证每个腔室温度的独立性，可形成一个一个的温度阶梯，从而使最后一个温区的温度在很短时间达到一个很高的温度。
太阳能电池导电银浆的烧结工艺研究
太阳能电池导电银浆的烧结工艺研究
太阳能电池是一种利用太阳能转化为电能的设备，其中导电银浆是太
阳能电池的重要组成部分。
导电银浆的烧结工艺对太阳能电池的性能
和稳定性有着重要的影响。
本文将介绍导电银浆的烧结工艺研究。
导电银浆的烧结工艺是指将导电银浆涂覆在太阳能电池的电极上，并
通过高温烧结使其与电极紧密结合。
烧结温度、时间和气氛是影响导
电银浆烧结效果的重要因素。
烧结温度过高会导致导电银浆烧结不完全，影响太阳能电池的性能；烧结时间过长会使导电银浆的颗粒粘结
过度，影响导电性能；烧结气氛的选择也会影响导电银浆的烧结效果。
为了研究导电银浆的烧结工艺，研究人员进行了一系列实验。
首先，
他们确定了最佳的烧结温度和时间。
实验结果表明，烧结温度为550℃，烧结时间为5分钟时，导电银浆的烧结效果最佳。
其次，他们研究了不同气氛下导电银浆的烧结效果。
实验结果表明，氮气气氛下
导电银浆的烧结效果最佳。
除了烧结工艺的研究，导电银浆的配方也是影响太阳能电池性能的重
要因素。
研究人员通过改变导电银浆的配方，提高了太阳能电池的转
换效率和稳定性。
他们发现，添加少量的碳纳米管可以提高导电银浆
的导电性能；添加氧化铟可以提高太阳能电池的稳定性。
总之，导电银浆的烧结工艺对太阳能电池的性能和稳定性有着重要的影响。
通过研究导电银浆的烧结工艺和配方，可以提高太阳能电池的转换效率和稳定性，促进太阳能电池的应用和发展。
太阳能电池 烧结工序的烧结的最高温度控制
太阳能电池烧结工序的烧结的最高温度控制
太阳能电池的烧结工序是制造太阳能电池的重要步骤之一，用于将多晶硅或其他半导体材料烧结成固体结构。
烧结温度的控制对太阳能电池的性能和质量具有重要影响。
在太阳能电池的烧结工序中，最高温度的控制通常是根据材料的要求和工艺的限制来确定的。
具体的控制取决于所使用的半导体材料和烧结过程的细节，以下是一些一般性的考虑因素：
1. 物料特性：不同的半导体材料具有不同的熔点和烧结温度范围。
最高温度的控制应保证在材料的烧结温度范围内，避免材料的熔化或损坏。
2. 结构要求：太阳能电池的烧结温度需要足够高以达到所需的晶体结构和结合强度。
但温度过高可能导致过度结晶和晶界影响。
3. 衬底材料：具有特殊衬底材料的太阳能电池，例如玻璃或聚酰亚胺薄膜，需要注意其热稳定性，以确保在烧结过程中不会损坏衬底材料。
4. 温度均匀性：保持烧结温度的均匀性是关键，以避免局部温度过
高或过低导致材料不均匀或接触不良。
在实际生产中，工程师会根据经验和实验数据来确定最适合特定太阳能电池的烧结温度范围和最高温度，以在保证性能的同时确保生产效率和质量。
因此，最高温度的控制对于太阳能电池的制造非常重要。
太阳能电池导电银浆的烧结工艺研究
太阳能电池导电银浆的烧结工艺研究报告1. 研究目标本研究旨在深入探究太阳能电池导电银浆的烧结工艺，通过对不同工艺参数的调整和优化，提高导电银浆的导电性能和稳定性，从而提高太阳能电池的转换效率和寿命。
2. 研究方法2.1 样品制备选取具有代表性的太阳能电池导电银浆样品，并按照常规制备方法制备一系列样品。
2.2 实验设计采用正交试验设计方法，选择影响导电银浆烧结工艺的关键因素进行组合，确定实验方案。
包括：•烧结温度：探究不同温度对导电银浆薄膜性能的影响；•烧结时间：考察不同时间对导电银浆薄膜性能的影响；•压力：研究不同压力下对导电银浆薄膜性能的影响。
2.3 实验过程根据实验设计方案，依次进行实验，记录每组实验的工艺参数和导电银浆薄膜的性能数据。
2.4 测试方法使用电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）对导电银浆薄膜的形貌进行表征；采用四探针法测量导电银浆薄膜的电阻率；使用X射线衍射（XRD）分析导电银浆中晶体结构的变化。
2.5 数据处理利用统计学方法对实验数据进行分析，确定关键因素对导电银浆性能的主要影响，并建立数学模型。
3. 研究发现3.1 形貌表征通过SEM和AFM观察发现，在不同工艺参数下，导电银浆薄膜的形貌存在差异。
随着烧结温度的升高，颗粒间的结合更加紧密，颗粒尺寸变大；而烧结时间和压力对颗粒大小影响较小。
3.2 电阻率测试根据四探针法测量结果，发现烧结温度是影响导电银浆薄膜电阻率的重要因素。
随着烧结温度的升高，电阻率逐渐降低，表明导电性能提高。
烧结时间和压力对电阻率的影响相对较小。
3.3 XRD分析通过XRD分析发现，在不同工艺参数下，导电银浆中晶体结构存在差异。
随着烧结温度的升高，晶体结构更加完整，晶粒尺寸增大；而烧结时间和压力对晶体结构的影响不明显。
4. 结论通过对太阳能电池导电银浆烧结工艺的深入研究，得出以下结论：1.烧结温度是影响导电银浆薄膜性能的关键因素，适当提高烧结温度可以提高导电性能；2.烧结时间和压力对导电银浆薄膜性能的影响相对较小；3.导电银浆薄膜形貌、电阻率和晶体结构之间存在一定关联性；4.优化烧结工艺参数可以提高太阳能电池的转换效率和寿命。
太阳能电池片丝网印刷常见问题解决方法
太阳能电池片丝网印刷常见问题解决方法
1.印刷速度对印刷效果的影响？印刷速度提高，会使浆料对网孔的填充效果变差。
使印刷的平整性变差，容易造成葫芦状栅线。
在一定范围内，印刷速度提高，可以使栅线高度上升，宽度变小。
2.浆料黏度对印刷效果的影响？浆料的黏度如果太小，会导致印刷的图形易扩大。
产生气泡，毛边；浆料的黏度如果太大，会导致透墨性差，会产生橘皮，小孔。
在许可范围内，浆料的黏度越小越好。
3.压力与间距的关系？压力越大，间距越大。
因为压力大时，刮刀与网版接触的地方凸出来的也越多。
间距小的话，硅片承受的压力会变大，容易造成碎片。
两个参数不能单独改变，否则会影响印刷质量和增大碎片率。
4.烧结过程中，各温区的作用？室温~300℃：溶剂的挥发。
300℃~500℃，有机树脂排出，需要氧气。
400℃以上，玻璃软化。
600℃以上，玻璃与减反层反应，实现导电。
5.出现铝珠怎么办？如果是印刷过厚，就调整参数，降低板间距，提高印刷压力；如果是绒面过大，提醒制绒改善工艺；如果是浆料不匹配，就改善浆料。
12。
太阳能电池 烧结工序的烧结的最高温度控制
太阳能电池烧结工序的烧结的最高温度控制
在太阳能电池的烧结工序中，最高温度的控制是至关重要的。
这个温度决定了电池的性能和稳定性，因此需要精确控制。
在烧结过程中，温度的升高会导致材料的熔融和流动，从而促进材料之间的结合。
然而，过高的温度会导致材料的蒸发和分解，而温度过低则会导致材料无法充分流动和结合，影响电池的性能。
因此，在烧结工序中，最高温度的控制需要非常精确。
通常，温度的控制是通过热电偶和控制系统来实现的。
热电偶是一种温度传感器，可以测量炉内的温度，并将温度信号传输给控制系统。
控制系统则根据温度信号和预设的温度曲线进行比较和控制，调节加热器的功率，以实现精确的温度控制。
在进行烧结工序时，工程师需要根据不同的材料和工艺要求，设定不同的最高温度。
这个最高温度通常需要通过实验和优化来确定，以达到最佳的烧结效果和电池性能。
此外，在烧结过程中，还需要注意材料的挥发和污染问题。
对于一些高温下易挥发的材料，需要进行适当的保护和净化处理，以避免对电池性能的影响。
总之，太阳能电池的烧结工序中，最高温度的控制是非常重要的。
通过精确的温度控制和实验优化，可以获得最佳的烧结效果和电池性能，提高太阳能电池的效率和使用寿命。
光伏电站电池板防烧结技术
光伏电站电池板防烧结技术随着社会经济的发展，人们对能源的需求也越来越大，同时环保意识的加强也在推动可再生能源的发展。
在可再生能源中，光伏能源具有很大的潜力，因为光伏发电既不污染环境，又不消耗能源，并且太阳光不会断供。
然而，由于光伏电池板的组成材料多为硅材料，会在过高温度下发生烧结现象，导致发电效率下降，严重影响了光伏发电的可靠性和稳定性。
因此，防烧结技术成为解决光伏电站电池板烧结问题的关键，可以有效提升光伏电站的发电效率。
本文将介绍光伏电站电池板防烧结技术的相关内容。
一、光伏电站电池板防烧结技术概述光伏电站中，光伏电池板是发电的核心部件，其电池片的温度越高，其输出电压就越低，发电效率也就越低。
特别是在高温环境下，硅材料会发生烧结现象，严重影响光伏电池板的发电效率。
因此，防烧结技术成为光伏电站的重要技术之一，可以大大提高光伏电站的发电效率。
常见的防烧结技术主要包括以下几种：1. 降温散热：通过改变散热方式或增加散热面积，将光伏电池板的温度降至合理范围，避免发生烧结现象。
2. 高温耐受：改善光伏电池板表面结构或采用高温材料，提高光伏电池板的高温耐受能力。
3. 硅材料改性：通过添加掺杂元素、改变硅的形态或制备非晶硅材料等方法改变硅材料的物理和化学性质，提高硅材料的稳定性和抗烧结能力。
4. 智能控温：通过在光伏电池板上布置温度传感器和控制器，实现对电池板温度的实时监测和调控，有效避免烧结现象的发生。
二、防烧结技术的发展与前景自20世纪70年代以来，光伏电站电池板防烧结技术逐步得到了广泛应用。
在过去的几十年中，防烧结技术经历了从单个方法到多种方法的不断转变，改进了防烧结技术的性能和稳定性。
目前，光伏电站电池板防烧结技术还存在一些问题，如成本高、技术难度大、温度不均匀等，但随着技术的不断推进和降低成本，这些问题将得到逐渐解决。
同时，近年来，国家逐步加大了对新能源领域的投资，大力推进可再生能源的发展，光伏电站的建设也随之迎来了新的发展机遇。
烧结法制备n型硅太阳能电池pn结的工艺研究
烧结法制备n型硅太阳能电池pn结的工艺研究目录1.绪论 (1)1.1.研究背景 (1)1.1.1.光伏发电 (1)1.1.2.太阳能电池 (2)1.1.3.n型太阳能电池结构 (5)1.2.n-Si太阳能电池pn结制备工艺 (6)1.2.1.硼（B）扩散法 (6)1.2.2.硼（B）离子注入法 (7)1.2.3.铝（Al）烧结法 (7)1.3.铝背结太阳能电池工艺发展状况 (8)1.4.本文的主要工作 (11)2.烧结法制备太阳能电池pn结工艺分析 (13)2.1.铝背结太阳能电池制作工艺 (13)2.2.烧结法制备pn结工艺原理 (13)2.3.影响制备pn结的烧结条件 (15)2.3.1.烧结峰值温度 (17)2.3.2.烧结降温速率 (17)2.3.3.烧结时间 (18)2.3.4.烧结气氛 (18)2.4.本章小结 (18)3.烧结工艺实验 (19)3.1.pn结参数对电池电学特性的影响 (19)3.2.实验方案与步骤 (20)3.2.1.工艺方案 (20)3.2.2.烧结步骤 (21)3.3.实验设备 (23)3.3.1.烧结设备 (23)3.3.2.镀膜设备 (24)3.3.3.测试设备 (26)3.4.本章小结 (30)4.实验结果分析 (31)4.1.不同制膜方法及不同硅片表面的实验结果分析 (31)4.2.烧结峰值温度的影响 (34)4.2.1.峰值温度对pn结结深的影响 (34)4.2.2.峰值温度对pn结掺杂浓度的影响 (36)4.2.3.峰值温度对体少子寿命的影响 (37)4.3.烧结降温速率的影响 (38)4.3.1.降温速率对pn结结深的影响 (38)4.3.2.降温速率对pn结掺杂浓度的影响 (41)4.3.3.降温速率对p型层结构的影响 (42)4.3.4.降温速率对体少子寿命的影响 (43)4.4.n型太阳能电池试制与表征 (45)4.5.本章小结 (45)5.总结 (47)致谢 (49)参考文献 (51)1.绪论1.1.研究背景1.1.1.光伏发电能源是社会发展的动力，但如今所采用的化石燃料能源带给人类文明与进步的同时，无可避免的会带来环境污染，给人类生存环境造成灾难。
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多余的Si外延生长在基体上，Ag晶粒则在Si表面随机生长。 （3）在烧结过程中通过氧化还原反应被还原出的金属Pb呈液
态， 当液态铅与银相遇时，根据Pb-Ag 相图银粒子融入铅 中形成 Pb-Ag相。Pb-Ag熔体腐蚀Si的<100>晶面。冷却过 程中, Pb和Ag发生分离，Ag在<111>晶面上结晶 ，形成倒 金字塔形 。
蒸铝和丝网印刷
• 蒸铝时，增加沉积铝的厚度，只在快速 升温情况下，性能随厚度有所增加。在 同时采用了快速烧结和厚铝时，提高烧 结温度，性能改变很少。掺杂水平确实 随温度增加而提 高，但是长波响应变 化甚微，可能与铝背场不均匀有关。
• 丝网印刷Al背场并进行快速烧结，最佳 烧结温度制得的电池性能与蒸铝得到的 电池性能相当。
铝背场
铝浆
铝浆除了当电极外，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。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。此外，p和p+的能阶差也可以提升Voc，p+可以 形成低电阻的欧姆接触所以填充因子FF也可改善。
印刷品质
浆料本身的性质对产品有很大的影响：
（1）因为材料热膨胀系数的差异，浆料成分的不同也会造成 太阳能电池的翘弯问题；
（2）烧结后浆料的附着性也是一个问题，要通过拉力测试； （3）背场有铝球形成，原因：
①硅片表面织构化过程时造成表面高低差过大； ②干燥时间太短； ③在烧结时铝颗粒间相互融溶而使颗粒间距缩短；
丝印与烧结
Hale Waihona Puke 电极➢ 作用：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。习惯上把制作在电池光照面的电极 成为上电极，把制作在电池背面的电极成为下电极或背电 极。 ➢ 上电极通常制作成窄细的栅线状以克服扩散层的电阻，并 由一条较宽的主栅来收集电流，下电极则布满全部或绝大 部分的背面，以减小电池的串联电阻。
浆料
导电浆料主要成分为金属粉粒、树脂、有机溶 剂、玻璃/陶瓷材料及其他添加物。因为有粉粒沉降 及聚集问题，使用前必须有良好搅拌。此外，浆料 必须储存于室内阴凉处，避免高温暴晒以免变质。
不同的浆料（铝浆、银浆、银铝浆）成分不同 所以印制条件及后续烧结条件也有所差异，其结果 对电池效率有很大影响。其中形成良好的欧姆接触 和背场（BSF）最为关键。
Ag与Si形成欧姆接触的机理
欧姆接触形成有如下几个步骤： • 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
关于Ag晶粒的析出机理的解释有：
（1）与PbO和Si发生的氧化还原反应类似，玻璃料中的Ag2O 与Si发生如下反应：
Ag浆
正面电极因为要减少电极遮光面积，所以使 用导电性能良好的银浆，因为先前的减反射膜已 经形成正面的电性绝缘，所以银浆一般掺有含铅 的硼酸玻璃粉（PbO-B2O3-SiO glass frit），在高 温烧结时玻璃粉硼酸成分与氮化硅反应并刻蚀穿 透氮化硅薄膜，此时银可以渗入其下方并与硅形 成此种局部区域性的电性接触，铅的作用在银-铅 -硅共熔而降低银的熔点。