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硕士论文-晶体硅太阳电池表面金属化工艺及性能研究，共76页，29579字。
摘要
金属化工艺是晶体硅太阳电池制备过程中最为关键的工艺之一。目前晶体硅太阳电池使用最为广泛的金属化工艺包含前、背电极及背表面场的丝网印刷和烧结工艺。研究金属化工艺参数，电极形成机理以及电池性能参数对提高金属化工艺应用水平具有重要的意义。
本文的主要研究内容和结果如下：
（1）研究了烧结工艺和不同浆料对太阳电池输出性能的影响。采用物理提纯法硅片制作太阳电池，并通过改变烧结最高温度和网带速率（频率）来优化烧结工艺，并得到最佳的烧结温度870℃和网带频率42Hz。采用PC1D软件对不同的硅基底和前表面掺杂浓度进行模拟计算，前表面掺杂浓度越低，Voc、Isc、FF、Eta数值越高，而对于硅基底掺杂浓度升高变化，除Isc单调递减之外，其它各参数都是先递增后递减。针对两种不同Ag浆料，分别在不同方块电阻的硅片上制备太阳电池，比较分析了各组太阳电池的输出性能参数，短路电流随方阻值升高而升高。B2浆料在高方阻硅片上具有更优异的适应性，在47.9Ω/sq方阻上转换效率达到最高。经工艺优化后，转换效率继续提高了0.26%。
（2）前电极的Ag-Si接触形成机理以及电流传输机制目前还没有得到很好的解释。本文利用SEM和EDS分析技术对前电极烧结工艺以及Ag-Si接触的形成机理进行了分析，提出了四种Ag-Si界面的接触形式，并根据不同的界面接触形式，提出了两步隧道效应和多步隧道效应电流传输机制是最主要的电流传输方式。
（3）本文对太阳电池中产生旁路结的原因及机理进行了分析，仿真模拟了旁路结线性部分和非线性部分对太阳电池开路电压的影响。当并联电阻大于1Ω时对开路电压的影响开始变小，当耗尽区复合饱和电流小于10-7A时对开路电压的影响可以忽略。利用Suns-Voc技术可以测量太阳电池的理想因子以及漏电流大小，从而判断旁路结的情况，测试结果与模拟结果相吻合。采用红外热成像系统观察太阳电池旁路结，可检测到明显的旁路结漏电区域，通过切除太阳电池局部微小旁路结漏电部分，开路电压和转换效率可得到明显提升，电池并联电阻与开路电压关系的测试结果与模拟结果一致。
关键词：丝网印刷 烧结 旁路结 量子效率

目 录
第一章 绪论 1
1.1 晶体硅太阳电池理论基础 1
1.1.1 理想晶体硅太阳电池 1
1.1.2 短路电流（Isc） 2
1.1.3 开路电压（Voc） 2
1.1.4 填充因子（FF） 3
1.1.5 转化效率（Eta） 4
1.1.6 晶体硅太阳电池性能的影响因素 4
1.2 研究意义 7
1.3 国内外晶体硅太阳电池发展现状 8
1.3.1 晶体硅太阳电池产业化发展现状 8
1.3.2 高效晶体硅太阳电池发展现状 10
1.3.3 双面晶体硅太阳电池发展现状 15
1.4 主要研究内容及思路 20
第二章 晶体硅太阳电池丝网印刷与烧结工艺 22
2.1 丝网印刷和烧结工艺概述 22
2.2 欧姆接触原理 23
2.3 烧结温度和带速对太阳电池输出性能的影响 25
2.4 硅片掺杂浓度对太阳电池性能影响的模拟分析 27
2.5 浆料和扩散方阻对太阳电池输出性能的影响 34
2.6 本章小结 38
第三章 晶体硅太阳电池前电极形成机理分析 39
3.1 实验描述 39
3.2 Ag-Si接触的形成机理 40
3.3 电流传输机制 42
3.4 本章小结 43
第四章 晶体硅太阳电池旁路结对开路电压的影响分析 44
4.1 理论模拟开路电压的影响因素 44
4.1.1 太阳电池双二极管模型的理论模拟 44
4.1.2 PC1D软件模拟并联电阻对开路电压的影响 46
4.2 Suns-Voc 测量分析 47
4.3 旁路结的红外测温分析 52
4.4本章小结 53
第五章 太阳电池表面金属化工艺展望 54
结语....55
参考文献 57
攻读硕士学位期间发表论文情况 62
致谢 63