光伏电池制造工艺的角色转换及网印思考

发表时间:2020/11/30   来源:《基层建设》2020年第23期   作者:贾登超
[导读] 摘要:虽然看到了很多用丝网印刷工艺制作光伏活性层膜层等的事例报道,但这只是丝网印刷工艺的丝网印刷工作的开始,或者说,丝网印刷工作只是从目前的实验室向大规模化学工厂转变的阶段。
        黄河水电西宁太阳能电力有限公司  810000
        摘要:虽然看到了很多用丝网印刷工艺制作光伏活性层膜层等的事例报道,但这只是丝网印刷工艺的丝网印刷工作的开始,或者说,丝网印刷工作只是从目前的实验室向大规模化学工厂转变的阶段。可以说,在实际成功中有一条非常困难的道路。(威廉莎士比亚,奥赛罗、成功)(然而,我们要让科学家过去的实践网印刷思维深刻,意义深远的科学家在更高层次的精细工作中看到丝网印刷工艺的曙光。(约翰•肯尼迪,Northern Exposure(美国电视),)从实验室到大规模工业化,再到工业化的旅程中取得的丰硕成果,不仅使我们兴奋,而且使我们理解并确信,攀登网络版印刷或攻克精密工作的顶峰,一定能取得成功。(大卫•亚设,Northern Exposure(美国电视))因此,文章结合笔者多年的工作经验,对光伏制造工程的作用转换及屏幕打印提出了一些建议,仅供参考。
        关键词:光伏电池;制造工艺;角色转换
        引言
        不管是证明自己生命的价值,还是感受创新过程的巅峰体验,成败与否,革新家都是我们民族和这个时代的英雄,网络印刷行业的朋友。让我们以长风打破万里浪,完成历史赋予的光荣使命。(成功)。
        1、薄膜技术与厚膜技术的相关概述
        1.1薄膜技术简述
        薄膜材料可以用各种元素及无机化合物或有机材料制成膜,或合成为固体、液体或气体材料。薄膜和块状-可以是单晶、多晶、微晶、纳米晶、多层膜、超晶格膜等。薄膜(Thinfilm)一词是随着科学技术的发展自然产生的,有时还有类似的词,如涂层(Coating)、层(Layer)、箔(Foil)等,但这种描述和定义近年来又在不断变化。例如,5um以下的膜被称为薄膜,后来又被称为3um以下的膜,现在,膜厚度在1um以下的膜称为薄膜。总之,薄膜技术是在基板或基板表面形成薄膜的加工工艺。该薄膜可以是绝缘体、半导体或导体,由不同的材料组成,使用多种工艺生长或积累。薄膜形成的工艺分为生长法和战绩法两种工艺。生长法是指氧化工艺,硝化工艺。
        1.2薄膜厚膜工艺比较
        可以用无机上的金属粉末来决定厚膜成分。金属或金属合金构成军火商导体。例如,光电池正面和背面有两个平行的金属电极(BusBar)和金属等电场。金属合金或钌系化合物组厚膜电阻;玻璃或玻璃陶瓷军火商构成多层介质,紧密。缝纫或高电流常数的电容器层;通用连续打印(网印工艺)导体介质形成复杂的多层互连,放入烧结炉烧结,烧结温度可调节到850 ~ 900℃。厚膜丝网印刷优势;厚膜的屏幕印刷方法的优点是可以直接形成光伏全电极、白电极、白战场及其他灵性应用的电路图形积累。导电层、电阻层、绝缘层、介质层和其他功能可以用胶片打印。很容易实现多层化。膜层厚,烧结收缩膜层变得非常紧密,电阻率低,很容易实现极低的电路电阻。设备简单,投资少;工艺简单易行,特别适合工业化生产,制造成本低廉。
        2、金属电极的薄膜制作工艺
        2.1光伏电池金属电极
        金属接触是建在半导体表面的结构,通过带电荷的载流子,可以在半导体和外部电路之间引起流通现象。在光伏电池中,金属接触用于取出产生光电的载流子。这个作用是选择性的。也就是说,一种形式的载流子从硅表面流向金属,同时阻止其他形式的载流子流通(阿尔伯特•爱因斯坦,北方Exposure(美国电视)。
        2.2化学镀镍电极
        利用镍盐(氯化钠和硫酸镍)溶液,在强还原剂次氯酸钠的作用下,利用电镀表面的催化作用,将次氯酸盐分解为生态原子氢,将镍离子还原为金属镍。同时,二次磷酸盐分解磷,在电镀表面获得镍磷合金的沉积涂层(即电极)。一般来说,化学镀镍有很多公式,碱性溶液被证明用于半导体镀镍比酸性溶液好。
        2.3铝背场溅射生产工艺
        所谓铝背场是太阳能电池的后电场结构。背面的电场结构是光伏背面的形成-层P+层,使P+/P的高低。后电场工作时,基本区域的光生电子扩散长度Ln大于电池的基本厚度Wp(Ln>Wp)和入射光,截止波长为光电池的吸收厚度a>Wp,可大大提高光电池的性能。例如,在电阻率为10Q.cm的底座上,与具有铝白场的晶体硅光电池不同,与没有铝白场的晶体硅光电池开放电压Voc相比,提高了40~60mV。


        2.4金属电极厚膜生产工艺
        2.4.1后场的网印工艺
        用丝网印刷制作背面场的过程分为两个部分。第一部分是丝网印刷工作,第二部分是烧结。现在。印刷工作的一部分介绍如下,烧结部分将对光伏烧结部分进行专题介绍。
        2.4.2网印形成后场
        磷扩散(工艺过程中的“扩散硅芯片”)在电池背面也像前面一样形成N*P等结,即使硅背对背扩散,也会形成剩下的NtP。这种背结形成的内置电场方向与正面正好相反,所以如果不去掉背结,电池转换效率可能会大幅下降,电池也可能无法正常工作。
        3、网版印刷电极
        制作光伏电极浆料通常由银、铝等导电金属粉末组成的功能组。由低熔点玻璃等材料组成的结合组和有机载体混合在一起。
        1)金属粉末材料。浆料中金属粉末所占的比例决定了厚膜电极的电气和机械性能(如电阻率、焊接性和成本)。金属粉末材料的选择应具备与硅形成良好的欧姆接触、接触阻力小、电导率高、化学稳定性好、接触附着力好、材料纯度高等条件。
        2)粘合材料。低熔点玻璃与厚膜电极对硅基片的附着力有关,适合丝网印刷的低熔点玻璃粉粒度(粒径)一般为1~3μm。电极浆网板印刷/烧结后,为了与硅基切片形成良好的欧姆接触,需要填充特定的兴奋剂。
        3)有机载体材料。有机载体是金属粉末和低熔点玻璃粉末的临时粘合剂。其中包括有机聚合物、有机溶剂、有机添加剂等。它们调节浆料的粘度,改变流变性,改变固体粒子的浸润性,金属粉末的悬浮性,流动性和浆料的整体偏航性。从某些方面来看,浆料的触变性决定了印刷质量的优劣。
        4)芯片金属化及背面金属化。积累导电材料,制作芯片表面。中的电路部件和钥匙焊接盘之间形成互连引线,在集成电路制造技术中称为金属化工艺。随着芯片密度的增加,金属化不再是用层金属相互连接,而是需要多层金属化。各层通过接触孔或通孔相互连接。铝、铝合金、钨、钛、钨、钼、金等材料用于各种金属化工艺。其中铝与硅和二氧化硅粘合得很好(低接触电阻),因此容易真空沉积(沸点很低),导电率高,光刻工艺葡萄容易通过,因此是最常用的金属材料。铝金属化工艺将铝堆积在晶圆表面,然后使用光刻工艺蚀刻不必要的金属化部分。铝涂层使用的技术-高真空系统中铝蒸发并重新堆积在晶片表面的真空沉积工艺。溅射是另一种积累铝金属化层的方法。通过这种方法获得的金属化质量比真空堆积的方法更好地控制,因此现在被广泛应用于集成电路(IC)金属化工艺中。如果芯片需要与陶瓷封装共晶相结合,或者芯片背面需要与芯片粘接区域进行电气接触,则芯片背面必须有隔膜。金膜是通过真空蒸发或溅射积累的。
        4、40nm网版印刷作业
        1)简单说一下纳米技术和纳米技术。纳米(nm)是长度测量单位,1纳米是1米的十亿分之一。纳米技术是纳米级技术,属于分子、原子级的加工制作技术。纳米技术也被称为微观技术,微观技术在大众的感官中意味着“小”,这种所谓“小”的人的肉眼很难观察到它的存在。
        2)40纳米网印工作。40nm的网印工作发生在柔性聚合物光电池的制造技术中。所谓聚合物光伏顾名思义,这种光伏用光伏受体材料和光伏供给体材料都是聚合物。在光伏制造过程中,这些聚合物材料都作为能适应丝网印刷的板材(印刷材料)存在,这些聚合物光伏受体材料和光伏馈线材料都具有良好的丝网印刷适用性。显然,这种光伏生产工艺或主要生产技术是丝网印刷工艺。
        结束语
        综上所述,在光伏制造过程中,丝网印刷过程为了制造电极和背电场,代替薄膜工艺不仅仅是事件,更是偶发事件。它对丝网印刷工艺,对更广泛的高精度制造领域和尚未涉足的领域,是否具有普遍的指导意义。(阿尔伯特•爱因斯坦、Northern Exposure(美国电视剧)、Northern Exposure(美国电视剧))。
        参考文献:
        [1]黄跃武.金属纳米粒子修饰TiO_2基光电化学光伏电池光电性能研究[D].哈尔滨工业大学,2019.
        [2]史少铭.HN光伏投资有限公司发展战略研究[D].首都经济贸易大学,2019.
        [3]顾慧慧.卤代苯并噻二唑和苯并三氮唑的材料合成与光伏性能的研究[D].南昌航空大学,2019.
        [4]仇清海.基于PLC的光伏发电教学装置设计与研究[D].齐鲁工业大学,2019.
        [5]赵江英.晶硅太阳能电池片的再生循环技术研究[D].青海民族大学,2019.
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