晶体硅太阳能电池丝网印刷工艺的研究

【摘要】：在工业化晶体硅太阳能电池工艺中,丝网印刷技术一直都是研究的重点。丝网印刷分为电极工艺和烧结工艺。电极工艺主要作用是电极的印刷,而烧结工艺则侧重于金属与半导体之间的欧姆接触问题。两项工艺对于电池片性能影响重大。对此,本文做了以下深入的研究： 1.研究了背电场制备工艺对多晶硅电池性能的影响。主要研究了背电场浆料的搅拌时间以及背电场湿重对于电池片电性能参数的影响,通过分析测试,使用相同的浆料其最佳搅拌时间为6小时,最佳背电场湿重为1.67g。 2.研究了正电极制备工艺对多晶硅电池性能的影响。首先研究了正电极印刷参数中的压力、印刷间隔对于栅线质量的影响,得出最佳压力为4.5kg(面板标示),印刷间隔最佳在1.5mm～1.7mm；再次研究了印刷速度对于电池片的电性能影响,得出最佳速度范围为280mm/s～300mmm/s;然后研究了不同的浆料所制的电池片性能和正电极印刷过程中的工艺问题如断栅、粗线等影响,给出了指导性意见。 3.研究了烧结工艺对多晶硅电池性能的影响,首先研究了烧结曲线的选择问题,得出平台式烧结曲线较好；再次研究了烧结温区温度对于电池片的影响,得出烧结5温区以778℃、烧结6温区以930℃为佳；最后研究传送带速度对于电池片的影响,最佳传送速度为240in/min。 4.研究了烧结工艺与其他工艺段匹配问题,主要研究了扩散工艺与烧结工艺的匹配问题,测试了不同方阻的电池片在常规工艺下的性能,之后调整烧结炉参数,给出不同方阻的电池片的烧结工艺的解决方案。 【关键词】：晶体硅太阳能电池 工艺 丝网印刷 印刷参数 浆料 烧结炉 烧结曲线 温区 传送带 方阻 扩散工艺
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.41
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• Abstract7-9
• 序9-13
• 第一章 绪论13-25
• 1.1 太阳能电池的产业概况13-16
• 1.1.1 太阳能电池的发展13-14
• 1.1.2 太阳能电池产业的现状14-16
• 1.2 太阳能电池的分类16-22
• 1.2.1 晶体硅太阳能电池17-19
• 1.2.2 薄膜太阳能电池19-21
• 1.2.3 其他种类的太阳能电池21-22
• 本片论文主要研究内容22-25
• 第二章 晶体硅太阳能电池及其原理25-37
• 2.1 晶体硅材料结构及其性质25-31
• 2.1.1 硅材料的结构25-26
• 2.1.2 硅的光学性质26-28
• 2.1.3 掺杂硅材料的结构28
• 2.1.4 复合过程28-30
• 2.1.5 p-n结30-31
• 2.2 太阳能电池的工作原理31-37
• 2.2.1 太阳能电池的基本原理31
• 2.2.2 太阳能电池的性能参数31-37
• 第三章 晶体硅太阳能电池的制备工艺37-49
• 3.1 晶体硅太阳能电池常规工艺37-43
• 3.1.1 制绒工艺37-39
• 3.1.2 扩散工艺39-40
• 3.1.3 镀膜工艺40-43
• 3.1.4 测试分选43
• 3.2 常规工艺制成的太阳能电池电性能参数43-44
• 3.3 晶体硅太阳能电池新型工艺44-49
• 3.3.1 SiO_2/SiN_x：H双层膜44-45
• 3.3.2 选择性发射结电池45-46
• 3.3.3 栅线电镀工艺46-49
• 第四章 电极印刷工艺的研究49-75
• 4.1 电极印刷工艺简介49-56
• 4.1.1 网版的设计50-55
• 4.1.2 电极浆料55-56
• 4.2 背电极的印刷56-57
• 4.3 背电场的印刷57-64
• 4.3.1 铝浆搅拌时间对于铝背场的影响58-61
• 4.3.2 背电场的湿重对于电池片性能的影响61-64
• 4.4 正电极的印刷64-75
• 4.4.1 前刮刀压力对栅线质量的影响65-66
• 4.4.2 印刷间隔对栅线质量的影响66-68
• 4.4.3 印刷速度对电池片性能的影响68-70
• 4.4.4 正电极栅线浆料的调试70-72
• 4.4.5 正电极栅线参数的微调试72-75
• 第五章 烧结工艺的研究75-99
• 5.1 烧结工艺简介75-78
• 5.1.1 烧结工艺的基本原理75-77
• 5.1.2 烧结炉的简介77-78
• 5.2 烧结工艺的调试78-89
• 5.2.1 烧结曲线的选择79-81
• 5.2.2 烧结曲线中温区温度的调试81-86
• 5.2.3 烧结炉的带速调试86-89
• 5.3 烧结工艺与其他工艺段匹配问题89-99
• 5.3.1 制绒与PECVD工艺对于烧结工艺的影响89
• 5.3.2 扩散工艺对于烧结工艺的影响89-99
• 第六章 结论99-101
• 参考文献101-105
• 作者简介105-109
• 学位论文数据集109

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