太阳能电池前电极银浆改性研究

摘要

能源与环境危机的压力,使市场对高效率、低成本的太阳能电池的需求越发迫切。本文着重对晶硅太阳能电池的前电极银浆进行了改性研究,包括添加低熔点金属Bi和Sn对普通银浆烧结电极导电率、接触电阻影响的研究;对电极烧结工艺影响的研究;并通过计算模拟就相关参数对太阳电池性能的影响进行了分析。
　　 研究发现,在普通太阳电池前电极银浆中掺入添加5％wtBi,可使其烧结温度由800℃降低到750℃,同时获得较好的电学性能,包括方阻由7.2mΩ/□降低到6.5mΩ/□;比接触电阻达到10-4Ω·cm2量级。添加金属Bi可以提高了Ag在交界面的沉积量,但也会增加玻璃相得含量。5%wtBi的添加量,可以获得Ag沉积量同玻璃层厚度间的较好匹配,提高接触界面质量。研究结果表明,Sn添加量为1%wt的银浆的烧结温度可以降低,但电学性能没有提高,在750℃获得7.3mΩ/□的方阻与原银浆相当:而当参入量超过1%wt时,烧结后栅线的电学性能成下降趋势。这是由于Sn与Ag形成了导电性能较差的合金相,掩盖了烧结浆料致密度提高对降低栅线体电阻的作用,过多的减少了导电相Ag从而使电学性能下降。通过PCID仿真模拟,就发射极电阻和在烧结过程中受到影响的少子寿命、表面复合速率对电池性能的影响经行了模拟分析。发射极电阻在0.14Ω以下时对Pmax影响显著,呈线性关系,而对。Isc不敏感:在模型中太阳能电池主要参数与少子寿命正相关,最大功率等随少子寿命增加而增加,同时少子寿命对太阳能电池的影响作用逐渐减小,电池的稳定性提高;前后表面复合率降低都有利于提高开路电压和短路电流,获得高的转化效率,当复合速率在10000cm/s时,背表面复合速率的影响远大于前表面复合速率的影响。