太陽能電池片分為晶硅類和非晶硅類,其中晶硅類電池片又可以分為單晶電池片和多晶電池片。太陽電池片采用只需一次燒結(jié)的共燒工藝,同時(shí)形成上下電極的歐姆接觸。銀漿、銀鋁漿、鋁漿印刷過的硅片,經(jīng)過烘干使有機(jī)溶劑完全揮發(fā),膜層收縮成為固狀物緊密粘附在硅片上,這時(shí)可視為金屬電極材料層和硅片接觸在一起。
一、太陽能電池片工藝流量注意事項(xiàng)
當(dāng)電極金屬材料和半導(dǎo)體單晶硅加熱達(dá)到共晶溫度時(shí),單晶硅原子以一定的比例溶入到熔融的合金電極材料中。單晶硅原子溶入到電極金屬中的整個(gè)過程是相當(dāng)快的,一般只需幾秒鐘時(shí)間。溶入的單晶硅原子數(shù)目取決于合金溫度和電極材料的體積,燒結(jié)合金溫度越高,電極金屬材料體積越大,則溶入的硅原子數(shù)目也越多,這時(shí)的狀態(tài)被稱為晶體電極金屬的合金系統(tǒng)。
如果此時(shí)溫度降低,系統(tǒng)開始冷卻形成再結(jié)晶層,這時(shí)原先溶入到電極金屬材料中的硅原子重新以固態(tài)形式結(jié)晶出來,也就是在金屬和晶體接觸界面上生長出一層外延層。如果外延層內(nèi)含有足夠量的與原先晶體材料導(dǎo)電類型相同的雜質(zhì)成份,這就獲得了用合金法工藝形成歐姆接觸;如果在結(jié)晶層內(nèi)含有足夠量的與原先晶體材料導(dǎo)電類型異型的雜質(zhì)成份,這就獲得了用合金法工藝形成P.N結(jié)。
二、太陽能電池片的設(shè)計(jì)
一般網(wǎng)帶式燒結(jié)爐采用電熱絲作為加熱元件,主要通過熱傳導(dǎo)對(duì)工件進(jìn)行加熱,無法實(shí)現(xiàn)急速升溫。只有輻射或微波能夠迅速加熱物體,而輻射加熱具有使用經(jīng)濟(jì)、安全可靠、更換方便等優(yōu)點(diǎn)。所以太陽電池片燒結(jié)爐基本都采用紅外石英燈管作為主要加熱元件。它的設(shè)計(jì)需注意以下三個(gè)問題:
1、加熱管的結(jié)構(gòu)形式
為實(shí)現(xiàn)燒結(jié)段的溫度尖峰,需在很短的爐膛空間內(nèi)布置足夠的加熱功率。有短波孿管和短波單管兩種結(jié)構(gòu)可以選擇,其線性功率密度均達(dá)到60kW/m2。雖然短波孿管擁有更高的單根功率(相當(dāng)于兩根單管并聯(lián)),但由于其制造工藝復(fù)雜,對(duì)石英玻璃管的質(zhì)量要求更高,制造成本約是單管的2.5倍。因此,在實(shí)際使用中,大多采用單管。
2、紅外輻射吸收光譜
當(dāng)紅外輻射能量被工件吸收時(shí),該物質(zhì)所特有的吸收光譜需與發(fā)射光譜相匹配,才能在最短時(shí)間內(nèi)最大效率地吸收輻射能。因此,在燒結(jié)的不同階段,所選用的紅外石英燈管也是不同的。在烘干段,要讓有機(jī)溶劑和水分迅速揮發(fā),采用中波管輔助熱風(fēng)加熱是正確的;在預(yù)燒段,要讓基片獲得充分均勻的預(yù)熱,中波管良好的紅外輻射、均衡的吸收及穿透能力,正好符合要求;在燒結(jié)段,必須在極短時(shí)間內(nèi)使基片達(dá)到共晶溫度,只有短波管能做到這一點(diǎn)。
3、加熱管的固定方式
燒結(jié)段的溫度峰值在850℃左右,此時(shí)燈管的表面溫度將達(dá)到1100℃,接近石英管的使用極限,稍微過熱產(chǎn)生氣孔就會(huì)立刻燒毀燈管。而在燈管的引出導(dǎo)線部位,由于焊接導(dǎo)線的金屬片和石英玻璃密封在一起,二者熱膨脹系數(shù)不一致,如果此處溫度過高就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力裂紋,造成燈管漏氣。因此燈管在爐膛中的安裝固定方式十分重要。
三、太陽能硅片與電池片的區(qū)別
太陽能硅片是指組裝太陽能電池的硅晶片。單體太陽能硅片不能直接做電源使用,作電源必須將若干單體電池串、并聯(lián)連接和嚴(yán)密封裝成組件。太陽能硅片又稱為“太陽能芯片”或“光電池”,是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片。它只要被光照到,瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。
太陽能電池組件是由高效晶體硅太陽能電池片、超白布紋鋼化玻璃、EVA、透明TPT背板以及鋁合金邊框組成。具有使用壽命長,機(jī)械抗壓外力強(qiáng)等特點(diǎn)。其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,送往蓄電池中存儲(chǔ)起來,或推動(dòng)負(fù)載工作。太陽能電池組件的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。
最后,我們?cè)僦v下太陽能電池片轉(zhuǎn)換效率跟形狀的關(guān)系。圓角的是單晶硅電池片, 方角矩形的是多晶硅電池片,同一種電池片的轉(zhuǎn)換效率也是有高低的,按最高轉(zhuǎn)換率來說,單晶硅電池片的確比多晶硅電池片要高,當(dāng)然,轉(zhuǎn)換率最高的多晶也會(huì)比相對(duì)低的單晶要高。
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