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硅基太阳电池及其所用正银浆料概述

光伏原材料及辅料  来源:太阳能杂志    2018/6/29 9:25:34  我要投稿  

北极星太阳能光伏网讯:介绍了不同硅基太阳电池技术优势及其所用正面导电银浆的作用及组成,对比了国内外各正银浆料供应商针对不同电池技术所研发的正面银浆,分析了各种正银浆料产品的不同与现状,总结并展望了未来高效电池技术及正银浆料发展的方向,为未来光伏技术的发展及正银浆料国产化提供了一定的思路

1、不同硅基太阳能电池技术

晶体硅太阳电池主要由经过不同工艺处理的硅基片、正面电极、铝背场及背面电极等组成。图1~图5分别为不同技术的太阳能电池结构示意图。

图1为常规太阳能电池结构示意图,常规太阳能电池的制备工艺简单、成本较低,但和其他硅基太阳能电池技术相比,其转换效率较低。

PERC太阳能电池,即钝化发射极及背面太阳电池,结构如图2所示。PERC太阳能电池与常规太阳能电池的主要区别在于[5]:1)PERC太阳能电池在背表面有钝化介质层( 多为Al2O3) 和保护层( 多为SiNx);2) 常规太阳能电池铝背场与硅片完全接触,而PERC太阳能电池铝背场是通过激光开窗的空洞区域与硅片进行局部接触。

图3为n型晶体硅太阳能电池结构示意图。n型晶体硅太阳能电池较p型晶体硅太阳电池具有少子寿命高、光致衰减小等优点,有更大的效率提升空间。同时,n型晶体硅太阳能电池还具有弱光响应好、温度系数低等优点。

IBC太阳能电池,即叉指背电极太阳能电池,结构如图4所示[6]。其优势主要体现在[7]:1) 转换效率高,正面无栅线使入射光子数量最大化;2)表面轻掺杂,增强了短波光谱响应;3) 基区和发射区的电极均制作在背面,可实现电池正、负极焊线的共面拼装,简化了光伏组件制作工艺流程,易实现自动化,提高生产效率。

图5为HIT太阳能电池( 异质结太阳能电池)结构示意图[8-9]。HIT太阳能电池以高质量超薄本征非晶硅层对晶体硅基底材料的两面进行钝化,降低表面复合损耗,提高了器件对光生载流子的收集能力,从而形成高效的新型晶体硅太阳电池。其主要优势有[10-11]:1) 采用低温技术,整个烧结工艺可在200 ℃左右完成,减少能耗,降低成本;2) 光电转换效率高;3) 稳定性好,没有形成B-O复合体而导致的光衰效应。

2、硅基太阳电池用正银浆料

2.1正银浆料在太阳电池中的作用

正银浆料是通过丝网印刷将银浆印刷在晶体硅片上,然后经过烘干和烧结工艺在硅片表面形成电极或电路。在光照条件下,硅片中的p-n结产生的光生电子会朝着电池正面电极运动,空穴朝着背电极运动。如果电子运动到正面电极之前未被缺陷或杂质复合就会被电极收集,进而形成电流流至外电路。因此,这对浆料的要求较高,如形成良好的欧姆接触、低的接触电阻、良好的印刷性、良好的附着力等。浆料的质量和性能对晶体硅太阳电池的效率有重要影响,近年来晶体硅太阳电池转换效率的提高大部分要归功于浆料的改善,尤其是正银浆料。不过由于不同种类太阳电池的结构和制备工艺有差别,对正银浆料的性能要求也有所差异,主要包括高温型和低温型,分别应用于晶体硅太阳电池和HIT太阳电池。

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