N型太阳能电池硼发射极烧穿型铝浆-刘梦雪-solarbe文库

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T-SUN Integrated Photovoltaic Metallization Solutions Provider 项目组成员刘媛刘艳冬刘梦雪汇报时间 2018年 8月 18日中国科学技术大学纳米学院南通天盛新能源股份有限公司汇报人刘梦雪汇报时间 2018年 11月会议报告 T-SUN Integrated Photovoltaic Metallization Solutions Provider 1 基本信息 2 技术目标与路线 3 初步表征 4 阶段性实验结果 5 技术难点目录 T-SUN Integrated Photovoltaic Metallization Solutions Provider n-Si 01 图 1 N型电池基本结构 ➢ 铝浆代银铝浆，提效降本； ➢AL/Ag和 Al浆的作用形成接触，并平衡开压； ➢ 合适的钝化层厚度，可以形成共烧； ➢ 硼扩层特定的掺杂浓度，利于欧姆接触。背面电极 P层 SiNx 减反射层 Al2O3 钝化层 Al浆正面电极 Ag/Al浆图 2 P层掺杂浓度 T-SUN Integrated Photovoltaic Metallization Solutions Provider 02 图 3 栅线截面 SEM 技术难点 21 3 目标路线栅线体电阻率＜ 2.5 E-5 Ω·cm 接触电阻率＜ 1 mΩ·cm2 低温烧结（ 710-730℃ ） J0＜ 300 fA/cm2 ➢ 原理上可行，工艺有很多可以优化的空间，实现目标只是时间的问题烧穿钝化层，不破坏 PN结低接触电阻低栅线体电阻低复合 T-SUN Integrated Photovoltaic Metallization Solutions Provider 03 4Ag玻璃中） 2O2-Sis 4Ag玻璃中 SiO2玻璃中银浆接触机理正银浆料中玻璃料（如 PbO或溶于玻璃中的 AgO可将 SiNx等电介质局部开口烧结工艺的冷却阶段，生成银微晶，实现块体 Si与 Ag栅线之间的欧姆接触。银浆与银铝浆同等情况下烧结浆料种类 ρcmΩcm2 Ag 浆＞ 100 Ag-Al浆 1 Al 浆 1 ➢ 单独用银浆并不能烧穿钝化膜，在银浆内加入一些铝可以改善接触； ➢ 铝浆的接触机理，尚未见文献报道。 T-SUN Integrated Photovoltaic Metallization Solutions Provider 03 在 690 710 730 750 780℃不同峰值温度下烧结 ➢ 690℃下很难烧穿，接触电阻率很难降低； ➢ 780℃下，过烧严重，复合较高； ➢710-750℃可以在较低复合下形成好的欧姆接触； ➢ 烧结曲线后期优化，保证共烧的同时，减少局部烧结不均匀现象，进一步降低复合。 730℃ Voc与 ρC平衡 78*78mm2 Voc646-650mV， ρC0.5 -1 mΩcm2 690℃ 开压无损失，接触不够 ρc 10-50 mΩcm2 780℃ 开压损失 Voc620-630mV ρc 0.02 mΩcm2 710℃ 较平衡 Voc640-646mV ρc 0.5-0.9 mΩcm2 750℃ 较平衡 Voc640-645mV ρc 0.2-0.5mΩcm2 图 4 SEM与不同烧结峰值温度实验结果 T-SUN Integrated Photovoltaic Metallization Solutions Provider 03 1-3 μm 5-6 μm 0 2 4 6 8 10 12 0 2 4 6 8 10 12 接触电阻率 /m Ω cm 2 粉体粒径 /μm 9-11 μm 图 730℃下烧结不同粉体粒径与接触电阻率关系图以及表面 SEM图像 ➢ 平面 SEM上局部不均匀现象与粉体粒径有关； ➢粒径较大的粉体对钝化层的腐蚀面积和深度增大，后期倾向于用小粒径粉体，降低复合。 T-SUN Integrated Photovoltaic Metallization Solutions Provider 04 浆料类型 Vocmv ρcmΩcm2 pEffby Suns-Voc J01（ fA/cm2） P1 Ag/Al -- -- -- -- P2 Al 4.5 -0.03 0.34 -90 ➢ 电池的 Voc,FF,Jsc均与复合有关， J0将近 90 fA/cm2的降低，理论上可以大幅度提高电池的电性能； ➢使用铝浆相对于银铝浆成本大幅度降低，银铝浆与铝浆电性能对比 T-SUN Integrated Photovoltaic Metallization Solutions Provider 体电阻率 ρL 4.00E-6 Ω·cm ＜＜ ρL 4.00E-5 Ω·cm Ag Al 浆料细栅纯金属 ρAg 1.65E-8 Ω·cm ≈ ρAl 2.83E-8 Ω·cm 预期 ρL 4.00E-6 Ω·cm ＜＜ ρL 2.00E-5Ω·cm 05 ➢ 当前阶段制得铝浆，浆料体电阻率比银铝浆大一个数量级； ➢ 转换思路，纯银和纯铝的电导率在一个数量级，差异不明显，目前铝浆可以做到 2.17E-5 Ω·cm，后期最低只能做到 1.00-1.50E-5 Ω·cm； ➢ 铝浆与银铝浆的体电阻率仍有较大差异。 T-SUN Integrated Photovoltaic Metallization Solutions Provider 网版设计缩小差异 Ag/Al浆 Al浆配方优化线型优化 05 ➢ 放大为线电阻 RL问题，优化浆料细栅线型，可以缩小铝浆与银铝浆之间的差异； ➢ 进一步放大为串阻 RS问题，通过模拟计算，采用 12BB工艺，可以将线型做到线宽 45μm线高 25μm时，铝浆与银铝浆 Rs无差异。体电阻率 RS ρL RL T-SUN Integrated Photovoltaic Metallization Solutions Provider THANK YOU 05