pv-manufacturing.org
U solarnoj fotonaponskoj industriji, metoda sitotiska koja se koristi za uspostavljanje kontaktnog uzorka čini većinu procesa metalizacije za solarne ćelije od silicijske pločice. Metalizacija kontakata međusobnim ispaljivanjem metalnih pasta otisnutih na prednji i zadnji sitov za standardne solarne ćelije tipa mainstreamp dominantno se koristi.
Sitoštampane solarne ćelije zahtijevaju metalne kontakte na prednjoj površini kako bi omogućile struju da teče iz generiranih nosača. Dizajn prednjih metalnih kontakata je kritičan. Metalni kontakt izrađen je od prstiju i sabirnica. Metalni kontakt ima 2 ili više sabirnica. Veći broj sabirnica može omogućiti smanjenu visinu otisaka na sitotisku zbog metalnih otpornih gubitaka. Dizajn je optimiziran na osnovu gubitka sjenčanja i gubitka otpora metala. Električno, to će utjecati na JSCorRS. Tipična širina širine prsta je 55 - 80 μm. Prednji kontakt (srebrni) prenosi struju iz perifernih područja ćelije do sabirnica, koje su obično okomite na prste. ćelije su međusobno povezane da tvore module. Kad su ćelije povezane da naprave modul, vrpca za međusobno povezivanje zalemljena je na sabirnice i povezuje se s kontaktima p-tipa na stražnjoj površini susjedne ćelije u nizu ćelija.
U video zapisu ispod prikazujemo postupak sitotiska u Solar Industrial Facility za istraživanje (SIRF) pri UNSW Sydney.
Prednji kontakt
Uzorak prednjeg kontaktnog srebra ispisuje se direktno preko antirefleksnog sloja silicijum nitrida (ARC). Zbog toga je potreban srebrni uzorak da prodre kroz ARC premaz da bi se uspostavio električni kontakt sa silicijumom. Električni kontakt ostvaruje se kada se ćelija sugorije u linijskoj peći. Stražnji kontakt se također ostvaruje tokom procesa sagorijevanja. Proces zajedničkog pečenja uključuje najvišu temperaturu pečenja u rasponu od 750 do 870 ° C tokom 5 sekundi ili manje. Tijekom postupka, pasta urezuje ARC premaz i prodire kroz sloj te stvara omski kontakt sa temeljnim silicijem. Međutim, važno je optimizirati temperaturu i vrijeme pečenja. Kada se postupak pečenja vrši na previsokoj temperaturi ili predugo, prednji kontakt može prodrijeti dublje u silicij i uspostaviti kontakt blizu spoja. To će učinkovito povećati kontaktni otpor (tako veći RS) jer će metal uspostaviti kontakt s otpornijim dijelom oblatne. Pored veziva i rastvarača potrebnih za omogućavanje sitotiska (kao što je opisano za aluminijumsko sitotiskanje), srebrna pasta sadrži čestice srebra, staklene frite (čestice) i aditive poput olova ili bizmuta koji smanjuju temperaturu topljenja srebra i pomažu vlaženje površine radi ravnomjernog kontakta. Slika prednjeg zaslona solarne ćelije sa 3 sabirnice prikazana je na slici 1.
Stražnji kontakt
Većina stražnje površine solarne ćelije otisnuta je sito aluminijumskom pastom kako bi se stvorila stražnja elektroda. Uz to, na karticama se ispisuje srebrna pasta za međusobno povezivanje s drugim ćelijama lemljenjem. Optimizacija stražnjeg kontakta nije toliko kritična kao prednji kontakt, ali svejedno je važno optimizirati ga kako biste poboljšali stražnje performanse. Štampa se debeli sloj aluminijumske paste (obično ~ 30 μm), s namjernim prazninama i osuši prije nego što se i srebrna pasta otisne kako bi oblikovala srebrne jezičke sabirnice. Nepoželjni debeli sloj aluminija može dovesti do naklona oblatne tokom linijskog pečenja. Pečenje kroz linijsku peć uključuje brzo zagrijavanje i hlađenje, što može dovesti do naprezanja u pločici Si zbog razlike u koeficijentu toplinskog širenja između Si i Al. Tolerancija luka za oblatne je do 1,5 mm, inače će utjecati na postupak izrade modula. Trenutno većina industrijskih solarnih ćelija ima potpuno aluminijski stražnji kontakt (takozvana solarna ćelija sa površinom od aluminijumskog polja (Al-BSF). Ova tehnologija još uvijek ima 70% tržišnog udjela, mada se očekuje da će u sljedećem padu deset godina [1]. Tijekom procesa pečenja u procesu pečenja stvara se eutektik aluminij-silicij pri temperaturama pečenja većim od 570 ° C. Tijekom faze hlađenja silicij se rekristalizira, a u njemu se formira sloj silicijuma dopiran aluminijom određuje se temperaturom na kojoj se odvija kristalizacija, a kojom vlada dijagram faze aluminijum-silicij. Ova prekristalizacija se nastavlja sve dok se ne postigne eutektička temperatura i dok se cijela tečnost ne kristalizira. Ovaj postupak rezultira dopiranim područjem ap-tipa na stražnjoj strani solarna ćelija koja pomaže u sakupljanju rupa. Osim toga, ovo smanjuje i rekombinaciju stražnje površine.
U video snimku dolje prikazujemo vam korak paljenja kontakata, koji je posljednji korak u proizvodnji solarnih ćelija.
Double print
Standardna metoda sitotiska za metalizaciju silicijskih solarnih ćelija sa prednje strane pouzdan je i dobro razumljiv proces s visokim protokom. Tipične širine vodova potrebne za osiguravanje stabilnosti procesa i dovoljno nižeg otpora metala su oko 120 μm. Da bi se postigla veća efikasnost solarnih ćelija od kristalnog silicijuma, potrebno je poboljšati napon otvorenog krugaVOCi gustinu struje kratkog spoja. Jedan od pristupa njihovom poboljšanju je imati emitore sa velikom otpornošću na lim. Ekstra pasta je optimizirana za kontakt sa slabo dopiranim emiterima, a time i veću otpornost lima. Međutim, veći otpor lima dovest će do veće serijske otpornosti R od bočnog otpora ćelije, što može smanjiti faktor punjenja. To se može nadoknaditi razmakom prstiju, što povećava udio površine sjenčanja prednje bočne strukture. Zbog toga je potrebno smanjiti širinu linije kako bi se gubici sjenčanja sveli na minimum. Smanjivanje širine prsta smanjenjem širine otvora linije na ekranu može se prevladati, ali to može dovesti do manjeg presjeka prstiju, što može dovesti do veće metalne otpornosti. To se može ublažiti dvostrukim otiskom koji može značajno povećati visinu metalnih prstiju. To je omogućeno izvrsnom ujednačenošću poravnanja trenutne generacije sito štampača koji imaju preciznost poravnanja od 15 µm ili bolju. Dodatna je prednost što drugi ispis može popraviti potencijalne prekide prsta prvog otiska jer je malo vjerojatno da bi se prekidi dva različita sito štampača dogodili na istom položaju.
