1.热处理目的干燥硅片上的浆料，燃尽浆料的有机组分，金属与硅形成良好的欧姆接触。2.热处理过程及作用2.1烘干作用：挥发，燃尽浆料中的有机成分；2.2实现方式和设备厂家：a.热风+IR加热-Asys,Baccini(软),CT;b.IR加热-Baccini(硬),Despatch;2.3烧结作用：金属—半导体形成欧姆接触。a.背场生成硅铝合金，形成P+层，吸杂，增加背反射，提高长波响应；b.正面使银浆穿透ARC层，与硅形成接触；c.保证力学接触（玻璃体）。3.烧结的动力学原理可看作是原子从系统中不稳定的高能位置迁移至自由能最低位置的过程。厚膜浆料中的固体颗粒系统是高度分散的粉末系统，具有很高的表面自由能。因为系统总是力求达到最低的表面自由能状态，所以在厚膜烧结过程中，粉末系统总的表面自由能必然要降低，这就是厚膜烧结的动力学原理。固体颗粒具有很大的比表面积，具有极不规则的复杂表面状态以及在颗粒的制造、细化处理等加工过程中，受到的机械、化学、热作用所造成的严重结晶缺陷等，系统具有很高自由能。烧结时，颗粒由接触到结合，自由表面的收缩、空隙的排除、晶体缺陷的消除等都会使系统的自由能降低，系统转变为热力学中更稳定的状态。这是厚膜粉末系统在高温下能烧结成密实结构的原因。4.电子浆料4.1电子浆料的定义金属、玻璃或/和陶瓷粉末的混合物；分散于有机载体(聚合物溶解在一定溶剂中形成的溶液）中；应用于不导电/不导电的基片上；形成导电的、阻抗的或绝缘的膜层；4.2电子浆料的组成4.3浆料的生产过程4.4浆料特性a.粘度：又称内摩擦力，是一层液体对另一层液体作相对移动时所产生的阻力，表征浆料流动的难易程度。b.触变性:流体（浆料）受到剪切作用时，粘度发生变化，剪切作用停止，粘度又逐渐恢复的性质，太阳能用的浆料属于剪切变稀型；体系在开始流动时往往需要较大的外力，其原因是必须破坏体系原静止状态的结合力，但流动一旦开始，外力就不需要像启动时那么大，而可以降低到一个较小的值。对于高分子体系来说，这种启动力的增加消耗在分子链由卷曲逐渐展开的过程中；浆料在印刷之前，要充分的搅拌，使之恢复常态，然后才能印刷；c.可塑性：指浆料受到外力作用变形之后，能完全或者部分保持其变形的性质；浆料在印刷过网时，受到来自刮板的，较大的剪切力，粘度降低，流动性升高，容易流过丝网，附着在硅片上；此时刮板施加的外力消失，粘度回升，流动性降低，浆料保持印刷的图形。d.固含量：通常情况下，固体含量升高，浆料的粘度和可塑性都会升高。e.干燥特性：丝网印刷既要求浆料在网版上能够较长时间保持不干燥结膜，又要求在印刷后，在硅片上干燥的越快越好。5.热处理设备DespatchCentrotherm6.烧结气氛温度曲线7.烧结过程-正极7.1烧去有机溶剂7.2玻璃料烧成：变成液体，溶解银，增强银的烧结过程，腐蚀穿过ARC7.3在Si和MOx,glass之间发生氧化还原反应7.4银生长到硅表面，硅和金属氧化物反应：这种反应形成了腐蚀坑，在降温过程中Ag颗粒在这些腐蚀坑附近再结晶；玻璃料对硅表面的腐蚀是各项异性的，在硅表面形成倒金子塔形的坑Ag原子在表面结晶时在倒金子塔中形成规则的Ag颗粒与PbO和Si发生的氧化还原反应类似，玻璃料中的Ag2O与Si发生如下反应：Ag2O+Si——Ag+SiO2Ag和被腐蚀的Si同时融入玻璃料中。冷却时，玻璃料中多余的Si外延生长在基体上，Ag晶粒则在Si表面随机生长。在烧结过程中通过氧化还原反应被还原出的金属Pb呈液态，当液态铅与银相遇时，根据Pb-Ag相图银粒子融入铅中形成Pb-Ag相。Pb-Ag熔体腐蚀Si的晶面。冷却过程中,Pb和Ag发生分离，Ag在晶面上结晶，形成倒金字塔形。形成过程Ag-Si相图从Ag-Si相图看：两者形成合金的最小温度为℃，银的融化点为℃，因此，在太阳电池的烧结温度下，银无法溶解与硅形成合金但如果银和硅形成混合相，则可以在℃一下形成固态的合金。玻璃料的作用是形成一种Ag和Pb的混合态，以使其合金点下降，使得银在低于℃溶解。7.5导电机理可能的电流输运机理：直接晶化—栅线相互连接→重掺杂;通过改性的玻璃层随穿传导→Rc-通过H烧结可以减少;7.6烧结程度程度1，没有烧穿SiNx，难以形成电流导出；程度2，理想的烧结状态，银与硅形成接触，接触电阻最低，输出最大；程度3，过烧结，电极中的玻璃体侵入硅片内，接触电阻增大，并联电阻降低；程度4，烧穿P-N结。8.烧结过程-背场8.1烧结机理1.铝浆包含有1~6um的Al颗粒、玻璃料以促进烧结、有机粘结剂和溶剂。在干燥之后，有机溶剂被烧掉，留下一种多孔的网络状的结构，有60~70%被填充，这种网状结构被有机粘结剂沾附在硅表面。此时沉淀的铝大约7mg/cm2，厚度大约40um。2.在burn-out阶段之后，在oC时Al融化，此时，由于相变潜热形成一个小的平台。同时，在每个铝颗粒的周围形成一个Al2O3的壳。熔融的Al：(1)可以穿透颗粒与硅之间的界面与硅接触形成合金；(2)可以穿透相邻颗粒之间的界面。3.在Al被完全融化后，在所有颗粒中的Al假设处于热平衡状态。随着温度的逐渐升高，越来越多的硅进入颗粒中，而由于颗粒的体积被壳层所限制，因此有同等体积的Al从颗粒中流到硅片表面。这种物质交换在升温时，形成Al和Si的混合相，而在降温过程中向反方向进行。这种过程进行的完全而彻底，至少对于适当厚度的Al层可以如此。4.在峰值温度，大约30%的液态相的铝颗粒含有Si，由于Si的溶解和液态相的传输很快，可以使用很快的温度上升时间和很短的停滞时间（1s足够）。在硅片表面有一个Si-Al液相“湖”，在后期这个“湖”成为BSF的起始点。为了得到一个封闭的BSF，需要在整个表面都铺满液相Si-Al层。5.在温度下降后，Al开始从液态合金中析出，按照相图的反方向进行，留下来的Al原子在硅中形成BSF层，并有一部分Al原子按照冷却温度的固溶度形成Al-Si合金。6.再到达共晶相的温度?C时，剩余的液态固化形成第二个台阶。由于在Al颗粒相中发现的硅处于共晶相，大约有12%的Si存在于Al颗粒中，因此在硅中也同样也有相应的Al原子。因此，在BSF层上面总是存在着致密的Al-Si层。8.2烧结理论a.电池片背面从外至上内依次：①铝硅共晶体（AL，Si，玻璃体，氧化铝）②AL-SI合金层③BSF④硅b.公式tAL为惨杂或印刷的铝层厚度；Ρsi和ρAL分别是硅和铝的密度；F（T）为峰值温度下硅原子重量百分比；F（T0）为共晶温度下硅原子重量百分比≈12.2%（图示计算出）；8.3铝背场作用改善长波长的响应，把少数载流子反射回低掺杂的P侧，减少背面复合，提高开路电压和短路电流，提高效率；提高P/P+结区产生的载流子的有效扩散长度，增大了开压和电流；在轻掺杂P的硅片，在P/N结势垒加上P/P+结势垒，提高开压；由于P+层的存在，减少了Rs，提高开压，增大FF；钝化作用，在背面电机接触下面有重掺杂的P+层的存在，减少了少数载流子在背面的复合率；9.烧结异常情况9.1铝包铝包的产生是在温度下降后，Al开始从液态合金中析出。铝层越厚、峰值越高越容易产生铝包。9.2弯曲END
声明：本文只为行业参考，如有侵权，请联系进行删除
喜欢我，转发，点赞，在看，安排一下？预览时标签不可点收录于合集#个上一篇下一篇
转载请注明：http://www.0431gb208.com/sjslczl/776.html
