TBC电池在激光诱导烧结工艺中的浆料匹配优化

文摘   2024-12-10 17:07   浙江  

上一篇文章中,我们介绍了激光诱导烧结工艺(LIF)在TBC电池上的应用和挑战,在TBC电池激光诱导烧结工艺中,浆料的选择与匹配对于电池性能至关重要。浆料的质量直接影响到电池的接触电阻、串阻和复合性,进而影响电池的效率、稳定性和长期可靠性。

n-TBC结构

TBC-P-Poly浆料与硼扩散抛光面的匹配问题

 

TBC-P-Poly浆料LIF前后EL图

在硼扩散层上应用TBC-P-Poly浆料时,观察到以下几个问题:

  • 复合较大硼扩散抛光面与TBC-P-Poly浆料的复合度较高,这意味着在接触界面处,电子和空穴的复合发生得比较严重。高复合会降低光电池的效率,因为复合会消耗光生载流子,减少其参与外部电路的能力。

  • 接触差,串阻增大由于复合效应严重,电池的接触电阻显著增加,导致电流流动受阻,串阻增大。串阻是指电池内部的电流流动路径上的阻抗,串阻过大会导致能量损失,从而降低电池的整体效率。

  • EL发黑现象电致发光(EL)图像中显示出发黑现象,通常是由于电池内部的串阻过大或接触不良,导致局部热量积聚。这表明TBC-P-Poly浆料与硼扩散层的匹配存在问题,可能会影响电池的长期稳定性和性能。

  • LIF处理效果不明显即便在进行LIF(激光诱导烧结)处理后,电池的效率提升也非常有限,且串阻问题没有得到有效改善。LIF处理主要通过激光加热烧结金属浆料,提高其与电池表面的接触性,理论上能够减少接触电阻,但在这种情况下效果并不显著,且EL图像没有显著变化,表明浆料和硼扩散层的匹配问题较难通过LIF解决。

TOPCon-LIF浆料的表现

使用TOPCon-LIF浆料LIF前后EL图

使用TOPCon-LIF浆料时,表现出了一些明显的特征:

  • LIF处理前效率接近0LIF处理之前,使用TOPCon-LIF浆料的电池效率几乎为0,虽然Voc(开路电压)保持在正常范围,但EL图像显示出明显的“星星点点”接触,这意味着接触不良,电池内部电流无法有效流动。接触不良导致电子和空穴的输运效率极低,从而导致电池效率极低。

  • LIF处理后效率提升在经过LIF处理后,电池的效率显著提升,接近25%。激光烧结过程能够改善电池金属电极与半导体材料之间的接触,降低接触电阻,进而提升电池的整体效率。同时,LIF处理显著改善了EL图像,表明接触问题得到了一定程度的解决。

  • 效率未达预期尽管LIF处理后效率有所提升,但仍未达到预期的最佳效率水平。这表明在TOPCon-LIF浆料与硼扩散层的配合上,仍然存在一些挑战,例如接触电阻未完全降低,或者材料的复合性仍未得到完全优化。

结论与建议

通过对TBC-P-Poly和TOPCon-LIF浆料的研究,可以得出以下结论:

  • 接触性和复合性需重新优化现有的浆料未能很好地兼顾接触性和复合性,导致在硼扩散抛光面上复合过多,串阻增大,从而影响了电池效率。因此,需要开发一种新型的浆料,这种浆料应该能够在保证良好接触性的同时,减少复合效应,以适应抛光面硼扩散+LIF工艺

  • 重新开发银浆在当前技术条件下,传统银浆难以满足优化接触和减少复合的需求。因此,应该开发兼具接触性能与复合控制的新型银浆,特别是针对抛光面硼扩散LIF处理的工艺需求。这类银浆应具备更好的烧结性、低接触电阻以及较低的复合速率,以提高电池的整体效率。

  • LIF处理优化虽然LIF技术能改善电池接触性和效率,但在某些浆料的配合下,LIF处理的效果仍有待提高。可以考虑进一步优化激光烧结的参数,例如激光功率、时间、扫描速度等,以实现更优的接触和性能提升。

文中素材来源:通威股份会议报告,本文仅用于学习交流,如有侵权,请联系小编删除。

晶体硅太阳电池技术进展
我们专注于发布晶硅太阳能电池的最新技术与发展。关注我们,了解晶硅太阳能电池技术的前沿趋势,探索可再生能源的未来!
 最新文章