PDF《高效矽晶太阳电池发展近况》

Ag Paste)已成为太阳 电池生产成本中非常重要的一项.许多厂商 (包括杜邦、贺利氏、硕禾、优阳) 已经广 泛的研究,期望进一步改善银胶的性能, 更符合业者需求.过去大家较专注的是开 发无铅的玻璃粉材料,以穿透SiNx;

近期大 家更为关注的则是如何在更高阻值的射极 (Emitter)表面,得到低的Ag/Si接触电阻. 传统用於c-Si太阳电池的正面银胶包括 Ag粉、玻璃粉、黏合剂和有机物.银粉是 胶料的主要组分,占70~90%重量,因为银 零组件 系统 太阳光电模组 太阳电池 矽晶片 多晶矽 2,500 2,000 1,500 1,000

500 0

2006 2007

2008 2009

2010 2011 Year

2012 2013

2014 2015

2016 2017 产值 (亿元新台币) 资料来源 :ITRI统计资料 图一 我国太阳光电产业年产值

106 材料世界网 https://www.materialsnet.com.tw 工业材料杂志 381期2018/09 太阳光电技术 特别报导 具有优异的导电性.除Ag粉外,玻璃粉在 银胶烧制过程中也有重要作用,玻璃粉不 仅使烧结(Firing)期间蚀刻穿过SiNx层,还使 Ag颗粒成核并移动到射极的表面.然而最 近,由於高效率太阳电池的要求,射极的 片电阻(Sheet Resistance)值越做越高,Ag/Si 的接触电阻问题也越来越被重视,因此, 许多人对Ag奈米粒子(AgNPs)的研究引起了 强烈兴趣(1-2) ,也发现了明显的改善效果. 事实上因为尺寸效应,AgNPs可以在较低的 烧结温度,连接形成大的Ag颗粒,被预期 可以达到降低线电阻(Line Resistance)效果. 至於为甚麽会降低接触电阻,Li等人做了以 下的观察及解释. Li(1) 等人分别观察没有和有AgNPs的银 胶烧结,得到的机制说明分别表示在图二 (a1)~(a4)和(b1)~(b4)中.图二(a1)描绘了印 刷在c-Si太阳电池上的一般商品胶的状态. 在初始烧结晶片被升温至800?C情况下,没 有和有AgNPs的浆料的成分则分别显示在 图二(a2)和(b2)中.可发现胶料中的有机物 被分解并蒸发,玻璃粉软化并沉降到Si射极 表面,大部分银颗粒被烧结和聚集,一些 Ag原子与氧反应,产生Ag+ 离子,Ag+ 离子 将溶解到液态玻璃材料中.在经过800?C高 温进入降温过程,浆料的成分分布则分别 显示在图二(a3)和(b3),图中显示玻璃料中 Ag+ 离子溶解量将减少,减少的Ag有机会以 微晶型式在液化的玻璃料下积聚.图二(a4) 和(b4)为最终烧结后浆料的成分分布,图二 (a4)显示没有AgNPs的银胶,於矽晶表面会 有少量的Ag微晶离散地出现;

而图二(b4)显 示有AgNPs的银胶会出现较连续的Ag层. 就是这较连续的Ag层使得Ag/Si接触电阻可 以较低一些. 图三为有AgNPs的银胶与没有AgNPs的 银胶之接触电阻比较,可发现有AgNPs的银 胶约可降低30%接触电阻值,达到~5 * 10-3 Ω・cm2 . 双面PERC电池技术 随著水上型太阳光电系统的进展,前 后表面都能吸光发电的双面电池模组也越 来越受重视.目前市场已经超过GW需求, 对於系统业者来说简直是令人垂涎的前 景,因为背面增加的发电量,许多使用者 将其视为额外增加的收入,是可以长期持 有的投资策略. 以技术的角度而言,c-Si电池有许多手 法可以达到双面性能........