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太阳能电池片为什么会有粉状脱落?

2014-12-26 10:23
木中君
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  晶体硅(单晶、多晶)太阳能电池的主体结构为晶体硅材料,前表面印刷了栅线状的银作为负电极,分主栅线和细(子)栅线;而背面除了2根银电极外,其余都是铝,我们称之为铝背场,由丝网印刷铝浆料,在800多度的高温下采用合金化工艺烧结成型。由于各种原因,会出现电池片粉末状脱落现象,本文将对该问题进行浅析。

  1.浆料

  浆料有导体浆料、电阻浆料、介质浆料和包封浆料等,浆料是由功能组份、粘结组份和有机载体组成的一种流体。

  在背银,背铝及正银工序中所用浆料为导体浆料。在导体浆料中,功能组份一般为贵金属或贵金属的混合物。载体是聚合物在有机溶剂中的溶液。功能组份决定了成膜后的电性能和机械性能。载体决定了厚膜的工艺特性,是印刷膜和干燥膜的临时粘结剂。功能组份和粘结组份一般为粉末状,在载体中进行充分搅拌和分散后形成膏状的厚膜浆料。烧结后的厚膜导体是由金属与粘结组份组成。

  浆料的技术性能指标是指浆料中功能成分(背银浆料中的银铝成分、正银浆料中的银成分,背浆料中的铝成分)经过烘干和烧结后与电池片的欧姆特性,其影响电池片的电性能指标如开路电压,短路电流,并联电阻,串联电阻,转换率等技术指标;浆料的工艺特性是达到上述指标的保证,各浆料生产厂商针对3种印刷工序有推荐的工艺参数如浆料的粒度、黏度,固体物含量,丝网的目数;丝网网格的孔长为浆料粉体粒径的2.5~5倍;浆料的粘度影响刮板条的印刷速度;固体物含量决定印刷后的湿厚度经烘干和烧结后的最终厚度。背铝及正银三工序的浆料不同,由此决定他们在丝网和印刷参数各有不同,表1为美国FERRO公司的相关工序的印刷浆料的特性。

  表1 美国FERRO公司推荐浆料特性

  2.造成脱落原因在组件生产过程中,发生电池片粉状脱落现象,主要由以下原因造成:

  (1)存放不当

  电池片正反面得栅线材料为贵金属浆料烧结而成。其中银是一种非常活泼的元素,极易被氧化物氧化。在电池片拆开包装之后,栅线与空气接触,会被氧气等氧化物氧化为氧化银,与空气接触时间过长,容易引起氧化银粉末脱落,造成电池片功率衰减严重。

  (2)其他原因

  除了上述原因,还有与电池片生产工艺相关的因素,如:1、烧结温度不够。2、硅片背极有油污。3、印刷太厚或太薄。4、浆料的搅拌时间或其自身的粘度问题等,都有可能导致栅线或背场脱落,影响电池片使用。 

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