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银浆对多晶硅太阳能电池有哪些影响

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银浆对多晶硅太阳能电池有哪些影响
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编辑时间 : 2021-03-16

深圳银浆回收:银浆对多晶硅太阳能电池有哪些影响


  导电银浆作为诸多原材料中成本较高且使用量较大的耗材, 为了降低成本, 各电池厂家在银浆耗量方面做了大量的工作, 包括印刷网版的更改、低固含量银浆的使用、印刷设备的改造甚至国产银浆的使用等等。而降低成本的同时必须兼顾银浆的印刷质量及转换效率。


  在太阳能电池表面印刷细栅线的目的是为了尽可能多地收集电流,尽可能地降低串联电阻。理论上讲,细栅线越宽,集流能力越强,串联电阻越小,印刷质量越高;但由于遮光,电极的栅线过宽,会大大影响电池的采光,从而严重降低光电转换效率。


  使用不同刮角的斜刮刀,配合浆料特性,对降低银浆消耗,提高效率有很大影响。如何设计斜边刮刀并配以银浆,使有限的金属材料在不影响电池印刷质量的情况下有效收集电流,提高电池效率,是一个亟待解决的问题。


    1,选用156mm×156mm×180μm的P型多晶硅片, 电阻率为0.7~2Ω·cm, 厚度约为180μm。实验过程如下:选用同一硅锭生长的硅片, 首先采用HF/HNO3混合酸腐蚀液 (VHF∶VHNO3∶VH2 O=1∶3∶2) 对硅片进行各向同性腐蚀形成织构化的绒面, 然后以液态POCl3作为扩散源对硅片进行扩散形成发射区, 扩散后选取方块电阻合格 (80±3Ω/□) 的硅片, 根据硅片晶向严格均分为5组各200片, 再经过湿法刻蚀设备进行刻蚀, 链式PECVD镀SiNx:H减反射膜及印刷背电极、铝背场, 以上所有工序均使用相同的生产工艺。正电极印刷时刮板采用三种不同刮印角度斜角刮板、银浆选用杜邦PV18系列两种不同特性的银浆 (银浆价格相同) 进行实验,正电极印刷后经过Despatch烧结炉进行烧结制作成太阳电池, 用Berger分选测试仪在25℃、AM1.5标准光谱条件下测量太阳电池的I-V性能。


银浆对多晶硅太阳能电池有哪些影响


深圳银浆回收


  实验过程中,用探针表面轮廓仪和激光共聚焦显微镜测量栅线的高度、宽度和表面形貌,用correscan测试仪测量电池表面的接触电阻,观察印刷效果。


  2,结果和讨论


  刮板在运动中的力分析;由于刮板在印刷过程中要有一定的压力使油墨通过网孔转移到承印物即电池片上, 还要有一定的力使刮板向前移动, 所以刮板在印刷过程中要保持一定的角度, 即刮板与丝网印版有一定的夹角, 简称刮印角,刮印角的确定是丝网印刷中复杂的实际问题, 它与刮板压力、刮板硬度、油墨特性、承印物表面形状、印刷图文质量及油墨耗量要求、丝网印版特性等都有密切关系。刮板在运动中的力分析, 假定刮板在刮印中没有弯曲, 则有:F0=F+F2, F=F0×sinα, F2=F0×cosα。上式中, F0为合力, F为使刮板移动的力, F2为压印力。根据上式, 在一定的印刷条件之下, 压印力F2随刮印角α的变化而变化。α角越大, F2力越小;α角越小, F2力越大


  压印力与油墨的转移量有直接关系。一般来说,压印力越大,油墨的转移量越大,转移量越小。同时,压印力对印刷图文的质量有很大的影响。当压印力过小时,丝印版无法接触承印物表面,无法印刷。如果压印力过大,刮刀会弯曲变形(与丝印版和承印物接触),影响印刷质量。


  3,实验结果


  按照实验分组顺序,在每组刮角不同的硅片正面的氮化硅减反射膜上印刷不同参数的银浆,高温烧结形成太阳能电池。测试每组的电池性能(200个电池的平均值)和银浆消耗量。


  (1)随着刮角的增加,银浆消耗量不断减少。


  (2)效率方面,


  刮印角度由45°变为60°对于电池效率的影响非常小;由60°变为70°电池效率降低0.04%, 分析原因可能为银浆耗量过低导致印刷质量下降, 出现印虚或者断栅现象, 所以串联电阻增大、填充因子降低导致电池效率降低。


  银浆粘度和固含量由360Pa.s/90.9%变为390Pa.s/91.2%时,电池效率提高了近0.1%,主要是短路电流提高了近50mA。银浆参数的变化对电池效率有很大影响。原因是银浆粘度的增加可以有效提高银浆的塑性,使印刷的细栅线变细变高,即增加高宽比,既能保证细栅线收集电子的能力,又不增加栅线的遮光面积,所以短路电流明显增大。用探针式表面轮廓仪和激光共聚焦显微镜测量栅线的高度、宽度和表面形貌,用correscan测试仪测量电池表面的接触电阻,观察印刷效果,可以进一步验证上述结果的分析。


  4,探测型表面轮廓仪,用于检测网格线的高宽比


  表3显示了探针表面轮廓仪检测到的网格线的高宽比。从表3可以看出,随着刮角的增大,栅线的截面积不断减小,银浆的消耗量也随之减小;刮削角的增加对长宽比影响不大,即对效率影响不大;随着银浆粘度和固含量的增加,栅极线的高宽比明显增加,短路电流和效率明显增加。这进一步验证了表3中的实验结果。


  ,5,激光共聚焦显微镜观察网格线的表面形态


  表4显示了通过激光共聚焦显微镜测量的网格线的表面形态。结果表明,当刮印角度从45增加到60时,网格线的表面形貌变化不大,但当刮印角度增加到70时,网格线的高度明显不均匀,出现虚网格断裂现象;当银浆的粘度和固含量适当增加时,可以印刷出更细更高的网格线,印刷出的网格线均匀、光滑、致密,没有断点和断裂线。


  6,使用测试仪测试电池表面的接触电阻


 由测试仪测量的电池表面的接触电阻。根据色系越靠近底部,黑色、紫色或黑紫色的比例越大,说明打印后网格线的平滑度越大,接触电阻越小;色卡中间的蓝绿系统表示网格线的线性有问题,个别情况表示有断格,大范围间歇表示有假印情况;如果出现上面的橙红色线条,说明打印效果有严重问题。


  从结果可以看出,前四组电池的印刷效果较好,整个电池只有几个断栅,电池表面的接触电阻明显小于第五组电池,第五组正电池存在假印刷和断栅现象,进一步验证了第五组电池的效率比第三组和第四组电池由于串联电阻增加和填充因子降低而降低的结果。


  7,结论;通过银浆不同特性与不同刮角的匹配实验,发现随着刮角的增加,银浆的消耗量不断减少;在一定范围内,增加刮印角度不会影响电池效率,但会影响印刷效果,降低效率,适当增加银浆的粘度和固含量,可以印刷更大纵横比的栅线,可以获得一定的短路电流和电池效率。因此,斜面刮刀的设计和与银浆的较佳匹配可以在不影响电池印刷质量的情况下降低成本,提高电池效率。实验结果表明,采用PV18系列银浆时,粘度和固含量为390Pa.s/91.2%,斜式刮刀采用60刮角,设计的电池转换效率高,印刷效果很好,银浆消耗较低。


        以上资料是深圳银浆回收整理总结出来供大家参考。

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