高性能晶體銀粉的制備與表征及其在太陽能光伏電池銀電極漿料中應(yīng)用
發(fā)布時間:2021-10-26 05:31
近年來,隨著能源危機的日益嚴峻,太陽能電池領(lǐng)域取得了前所未有的發(fā)展。因為銀的高導(dǎo)電性和良好的化學(xué)穩(wěn)定性,銀粉廣泛應(yīng)用與硅太陽能電池電極漿料。本文研究了一種制備晶體銀粉工藝方法,并將其制成電子漿料,研究其性能。首先,經(jīng)過對反應(yīng)條件系統(tǒng)的優(yōu)化,通過化學(xué)還原法制備單分散微米級晶體銀粉。選擇明膠作為分散劑,油酸為表面活性劑,添加到反應(yīng)體系中阻止銀粉的團聚,增加銀粉分散性。當硝酸銀濃度為1.2mol/L,還原劑濃度0.8mol/L,分散劑總添加量為硝酸銀質(zhì)量的0.025,還原體系中油酸加入量為硝酸銀質(zhì)量1%,控制反應(yīng)過程還原體系pH為1.5,溫度30℃,制備的單分散晶體銀粉具有高的振實密度(超過5.0 g/cm3)與良好的粒徑分布(1~2μm)。其次,選用PbO-SiO2-B2O3-TeO2體系作為玻璃相制備太陽能電池正面銀漿料。當有機載體含量為11%~13%時,漿料具有合適的粘度(280Pa·s~350Pa·s)與高的觸變指數(shù)(大于3),制備的正面電極柵線具有大的高寬比。使用自制的高振實密度結(jié)晶銀粉作為導(dǎo)電相,制得的電極具有優(yōu)良的電性能,單晶硅光電轉(zhuǎn)化效率超過18.4%,填充因子大于78.7。...
【文章來源】:西北大學(xué)陜西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1晶硅太陽能電池的發(fā)電原理示意圖??
??圖1-2太陽能電池等效電路??當太陽能電池處在開路狀態(tài)時,也就是當1=0時,光電流產(chǎn)生的電動勢U即為開路??電壓Uoc。在式(1.1)中,設(shè)1=0?(開路),貝Ij??V0C=^\n[{IJID)?+?\]?(1-2)??根據(jù)1.1與1.2兩式作圖,可以得到太陽能光伏電池的電流電壓曲線,如圖1-3所??示,曲線上任意一點都可選作工作點,工作點在曲線上所對應(yīng)的橫縱坐標,即為工作電??流和工作電壓,其乘積即為太陽能電池的輸出功率。在電流-電壓曲線中找到一點,使??該點所對應(yīng)的工作電流和工作電壓的乘積最大,即達到太陽能電池最大輸出功率Pm,??在最大功率點對應(yīng)的電流和電壓就是最大功率點電流4和最大最大功率點電壓t/m。用??面積來表示就是在電流-電壓曲線中找到面積最大的一個矩形,如圖1-3中灰色面積。??J.??Isc??1??I?最大功率矩形!?V??I?\
n+代表受光面半導(dǎo)體為n型半導(dǎo)體,n型半導(dǎo)體一側(cè)為電池負極,p型半導(dǎo)體一??側(cè)為電池正極,位于背光面。生產(chǎn)晶硅太陽能電池最重要的一步就是在硅片正面與背面??制備精細的電路,這個過程通常是由絲網(wǎng)印刷技術(shù)來實現(xiàn)[171。如圖1-4所示,太陽能電??池電極由正面銀電極(前電極),背鋁電極和背銀電極組成。絲網(wǎng)印刷是目前市場上最??成熟、最常用、成本最低的太陽能電池電極制造技術(shù),利于實現(xiàn)太陽電池工業(yè)化的大規(guī)??模自動化生產(chǎn),電極的性能直接影響太陽能電池的光電性能。??||3|??雜??a?b??圖1-4電池片背面電極和正面電極示意圖??1.3.1硅太陽能電池制作工藝??首先,對參雜硼的p型硅片用刻蝕溶液(高濃度NaOH)進行腐蝕,以去除硅片表??面損傷層及油污。為了提高光的吸收率,單晶硅片表面用堿性溶液進行腐蝕,多晶硅片??表面用酸性溶液腐蝕,腐蝕后,硅片表面會形成絨面[18],從而提高光的吸收利用率。隨??后,將硅片放置在高溫磷氣體中,使磷擴散到硅片表面形成n型區(qū),從而在硅片內(nèi)部形??成p-n結(jié)。為了提高光的輻射吸收率
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高效率晶體硅太陽電池研究及產(chǎn)業(yè)化進展[J]. 宋登元,鄭小強. 半導(dǎo)體技術(shù). 2013(11)
[2]硅太陽能電池背銀漿料所用銀粉的研究[J]. 柳青,任明淑. 信息記錄材料. 2012(04)
[3]太陽能電池的研發(fā)進展[J]. 張亮. 科技創(chuàng)業(yè)月刊. 2011(06)
[4]絲網(wǎng)印刷技術(shù)的最前線[J]. 蔡積慶. 印制電路信息. 2011(06)
[5]明膠作分散劑制備球形超細銀粉[J]. 陳忠文,甘國友,嚴繼康,劉杰. 稀有金屬材料與工程. 2011(04)
[6]化學(xué)還原法制備電子漿料用超細銀粉[J]. 甘衛(wèi)平,羅賤,郭桂全,向鋒,劉歡. 電子元件與材料. 2010(11)
[7]硅烷偶聯(lián)劑對太陽電池鋁漿性能的影響及分析[J]. 韓鵬,張宏,馬亞紅,徐曉宙. 電子元件與材料. 2010(10)
[8]Preparation of micro-sized and uniform spherical Ag powders by novel wet-chemical method[J]. 安兵,蔡雄輝,吳豐順,吳懿平. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(08)
[9]太陽能電池中晶體硅絨面的制作研究[J]. 李志遠,常美茹. 電子工業(yè)專用設(shè)備. 2010(07)
[10]太陽能光伏電池的I-V測試研究[J]. 王旭,肖輝,陳泉,劉鑄. 云南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(S1)
本文編號:3458929
【文章來源】:西北大學(xué)陜西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1晶硅太陽能電池的發(fā)電原理示意圖??
??圖1-2太陽能電池等效電路??當太陽能電池處在開路狀態(tài)時,也就是當1=0時,光電流產(chǎn)生的電動勢U即為開路??電壓Uoc。在式(1.1)中,設(shè)1=0?(開路),貝Ij??V0C=^\n[{IJID)?+?\]?(1-2)??根據(jù)1.1與1.2兩式作圖,可以得到太陽能光伏電池的電流電壓曲線,如圖1-3所??示,曲線上任意一點都可選作工作點,工作點在曲線上所對應(yīng)的橫縱坐標,即為工作電??流和工作電壓,其乘積即為太陽能電池的輸出功率。在電流-電壓曲線中找到一點,使??該點所對應(yīng)的工作電流和工作電壓的乘積最大,即達到太陽能電池最大輸出功率Pm,??在最大功率點對應(yīng)的電流和電壓就是最大功率點電流4和最大最大功率點電壓t/m。用??面積來表示就是在電流-電壓曲線中找到面積最大的一個矩形,如圖1-3中灰色面積。??J.??Isc??1??I?最大功率矩形!?V??I?\
n+代表受光面半導(dǎo)體為n型半導(dǎo)體,n型半導(dǎo)體一側(cè)為電池負極,p型半導(dǎo)體一??側(cè)為電池正極,位于背光面。生產(chǎn)晶硅太陽能電池最重要的一步就是在硅片正面與背面??制備精細的電路,這個過程通常是由絲網(wǎng)印刷技術(shù)來實現(xiàn)[171。如圖1-4所示,太陽能電??池電極由正面銀電極(前電極),背鋁電極和背銀電極組成。絲網(wǎng)印刷是目前市場上最??成熟、最常用、成本最低的太陽能電池電極制造技術(shù),利于實現(xiàn)太陽電池工業(yè)化的大規(guī)??模自動化生產(chǎn),電極的性能直接影響太陽能電池的光電性能。??||3|??雜??a?b??圖1-4電池片背面電極和正面電極示意圖??1.3.1硅太陽能電池制作工藝??首先,對參雜硼的p型硅片用刻蝕溶液(高濃度NaOH)進行腐蝕,以去除硅片表??面損傷層及油污。為了提高光的吸收率,單晶硅片表面用堿性溶液進行腐蝕,多晶硅片??表面用酸性溶液腐蝕,腐蝕后,硅片表面會形成絨面[18],從而提高光的吸收利用率。隨??后,將硅片放置在高溫磷氣體中,使磷擴散到硅片表面形成n型區(qū),從而在硅片內(nèi)部形??成p-n結(jié)。為了提高光的輻射吸收率
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高效率晶體硅太陽電池研究及產(chǎn)業(yè)化進展[J]. 宋登元,鄭小強. 半導(dǎo)體技術(shù). 2013(11)
[2]硅太陽能電池背銀漿料所用銀粉的研究[J]. 柳青,任明淑. 信息記錄材料. 2012(04)
[3]太陽能電池的研發(fā)進展[J]. 張亮. 科技創(chuàng)業(yè)月刊. 2011(06)
[4]絲網(wǎng)印刷技術(shù)的最前線[J]. 蔡積慶. 印制電路信息. 2011(06)
[5]明膠作分散劑制備球形超細銀粉[J]. 陳忠文,甘國友,嚴繼康,劉杰. 稀有金屬材料與工程. 2011(04)
[6]化學(xué)還原法制備電子漿料用超細銀粉[J]. 甘衛(wèi)平,羅賤,郭桂全,向鋒,劉歡. 電子元件與材料. 2010(11)
[7]硅烷偶聯(lián)劑對太陽電池鋁漿性能的影響及分析[J]. 韓鵬,張宏,馬亞紅,徐曉宙. 電子元件與材料. 2010(10)
[8]Preparation of micro-sized and uniform spherical Ag powders by novel wet-chemical method[J]. 安兵,蔡雄輝,吳豐順,吳懿平. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(08)
[9]太陽能電池中晶體硅絨面的制作研究[J]. 李志遠,常美茹. 電子工業(yè)專用設(shè)備. 2010(07)
[10]太陽能光伏電池的I-V測試研究[J]. 王旭,肖輝,陳泉,劉鑄. 云南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(S1)
本文編號:3458929
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