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贺利氏·解读丨PERC电池背面银浆的重要作用

发布日期:2016/11/18 15:15:41
 

贺利氏认为,优秀的PERC背银,应当具备如下几条要素:

低活性,减少玻璃粉与钝化膜的反应,避免银浆与硅片接触部分形成大量复合中心,提高电池片开路电压

较宽的工艺窗口,适应低温烧结工艺

优秀的附着力,及老化附着力

当然,它还需具备传统晶硅电池背银所必需的特性:良好的印刷性能和较低的银含量。

 
 
低活性

在《玻璃粉在太阳能浆料中的作用》一文中,我们提到了银浆中的玻璃粉在烧穿钝化层,形成金半接触方面起着决定性的作用。在太阳能电池正银的应用中,玻璃粉在高温快速烧结的过程中,与硅片表面的钝化膜发生反应,为银与硅的接触提供通道;然而在PERC背银的应用中,对玻璃粉的要求发生了巨大的变化。

我们知道,相对于传统晶硅电池结构,PERC电池结构最主要的革新发生在电池片背面:通过高质量的背表面钝化技术,提高硅基材料的少子寿命;随后经过激光开槽、丝网印刷铝浆、高温烧结形成Al-Si接触及Al背场。PERC电池背面的金半接触由铝浆完成,背面电极并不承担与硅基接触的作用,单纯作为汇流及焊接点。

因此,PERC电池的背面银浆不需要如正银一般具有能烧穿钝化层的玻璃体系,相反的,保护背电极覆盖下的钝化层,使其最大的发挥钝化作用,才是PERC背银所需追求的效果。


Fig1. PERC电池与传统晶硅电池的结构差异

在《PERC技术的LID与烧结工艺》一文中,我们提到,PERC电池在烧结过程中,随着温度的上升,来自硅表面钝化层的氢注入也逐渐增加,硅片的少子寿命随之升高。如果在PERC电池应用传统烧穿型背面银浆,在烧结过程中,其玻璃体系会与钝化层发生反应,腐蚀钝化层,破坏钝化层在烧结过程中的氢注入(Fig2);


Fig2. 低活性背银对少子寿命的提高非常显著

同时,银浆中的组分直接与硅接触,极有可能形成大量复合中心,降低接触部分的硅片少子寿命。因此,低腐蚀性,可以很好的保护背面钝化层的背银,能够有效的提高PERC电池的开路电压,从而对提升效率做出贡献。(Fig3)


Fig3. 低活性背银极大程度地减少了对钝化层的破坏

低温烧结

我们在上期《PERC技术的LID与烧结工艺》一文探讨了低温烧结对PERC电池LID的贡献,可点击本文下方的“往期回顾”详阅。

附着力

玻璃体系在烧结过程中同时扮演着多个角色,除了为银硅接触提供通道外,它还有一个非常重要作用,就是作为一种粘合介质,使得各种粉体烧结在一起,并紧密结合在硅片表面。这便是影响电极附着力(也就是我们通常所说的拉力)的关键步骤。

然而在低活性PERC背银中,玻璃体系腐蚀穿透钝化膜能力很弱,使用传统的思路难以再提供优秀的附着力。贺利氏的研发团队通过不断的探索,反复的验证,提供了独特而高效的解决方案,有效地提高了背银附着力及老化附着力,请见Fig4。


Fig4. 提供高附着力及老化附着力的低活性PERC背银


在贺利氏的工程师们看来,光伏银浆的每一个细节都值得精雕细琢,即便带来的只是微小的改变。积跬步以至千里,贺利氏希望在光伏行业的千里之行中做出贡献,伴随行业同伴们,一路前行。

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