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二、高方阻的缺点
串联电阻Rs=电极电阻+体电阻+薄层电阻+接触电阻。高方阻使得表面薄层电阻明显增加,增大了Rs,降低了FF。
电流横向电阻:
功率损耗:dP=I2⋅dR;(1)
dR=ps⋅dy/B;(2)
式中ps为薄层电阻率;
均匀光照下两条细栅线的正中间电流为零,向两侧线性增加,到达栅线处为最大值,因此:I=Jby,J为电流密度。
横向功率损耗:
通过减小栅线间距离可以有效减小功率损失。
方阻越高,需要越密的栅线与之配合,才能发挥出高方阻低表面浓度的优势,这其中有两个难点,其一是高方阻均匀性的控制,其二是银浆的选择,需要综合考虑银浆的导电特性、粘度等,使之适合密栅高方阻的印刷烧结。
三、高方阻实现方法
1、低温淀积+高浓度淀积
在较低温度下淀积一个低浓度的薄扩散层,接着在较高温度下加大源流量,在短时间内进行高浓度扩散。由于时间很短故只在表面堆积一层高掺杂浓度的磷硅玻璃层,这样会形成N+N结构,在理论上不仅能降低了串联电阻Rs,而且能提高开路电压Voc。
2、低浓度淀积+高浓度淀积+推进
由于方案1可能由于表面浓度过高,引起表面复合比较大,蓝光响应变小。我们可以在这基础上加一步在富氧下推进,这样就能更好的匹配表面浓度和结深。这样能在提高Voc的同时,提高Isc。
四、高方阻与烧结实验设计
烧结目的:干燥硅片上的浆料,燃尽浆料的有机组分,使浆料和硅片形成良好的欧姆接触。
1、银浆
成分:玻璃粉、银颗粒、有机溶剂。
银颗粒:主要起导电作用。
玻璃粉:腐蚀硅片表面自然氧化层和减反射膜,同时起永久链接剂的作用,提高金属粉末烧结和金属层与硅片之间的黏结性。
有机溶剂:分散金属和胶联成分,它通过载体润湿粉末表面,使浆料具有流变性。
2、导电输运方式
1º银晶粒与栅线直接接触;
2º通过极薄的玻璃层隧道效应导通;
3º通过金属颗粒沉积的玻璃层的多重隧道效应;
3、欧姆接触形成过程
1º有机物的挥发;
2º玻璃料在减反射膜表面聚集;
3º玻璃料腐蚀穿过减反射膜;
4º玻璃料通过与Si发生氧化怀远反应产生腐蚀坑;Pb+Si→Pb+SiO2
5º银颗粒在冷却过程中于腐蚀坑处结晶:
(1)与PbO和Si发生的氧化还原反应类似,玻璃中的Ag2和Si发生如下反应:Ag2+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的晶面。冷却过程中,Pb和Ag发生分离,Ag在Si晶面上结晶。
银浆料的类型:常规方阻正银浆料,高方阻、浅结正银浆料,常规方阻、高固含量正银浆料,高方阻、高固含量正银浆料,无铅正银浆料。
新型电池浆料:两次印刷浆料,N型电池浆料,填孔印刷浆料(MWT电池)。
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