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高效低成本晶体硅电池是光伏产业发展的方向,目前量产的高效电池大多采用了高方阻扩散工艺,其目的就是为了降低发射结表面浓度,有效降低电池表面复合速度,进而提高器件少数载流子寿命,以及电池的短波方向光谱响应,这是在不增加生产成本基础上,获取高效电池的最有效的途径之一。浅结高方阻扩散工艺对后道制成,尤其对烧结窗口、浆料等的要求非常高,且工艺稳定性也是极大的挑战。本论文试图从高方阻低浓度深结方面,对高方阻发射结电池性能以及后续工艺兼容稳定性方面进行深入探讨。本论文主要涉及晶体硅太阳电池光电转换效率的工艺优化,特别是针对高发射结方阻高效晶体硅电池,后道工序的相关兼容性等。出于对电池性能稳定性方面的考虑,我们采用了深结高方阻方式,在高方阻密栅线后道工艺的匹配性方面,以及电池表面后续钝化工艺优化方面,我们做了大量工艺对比试验。在保持后道工序不变的情况下,发射结表面方块电阻提高的前提下,电池的串联电阻Rs将会随之增加,这将导致填充因子FF的降低,最终导致电池效率的降低。因此,为了有效降低串联电阻,我们重新设计了电池正面栅线,并进行了大量有关正电极银浆的实验;为了充分发挥高方阻发射结电池的优势,在现有量产线上对表面钝化层进行了深入研究。论文的最终目的就是通过高方阻栅线优化、表面钝化工艺、及正面电极浆料的筛选,有效提高电池的各项性能参数,进而提高电池片的光电转换效率。本论文的研究方向就是通过电池正面发射结优化来改善电池短波响应,进而提升电池开路电压(Voc)和短路电流(Isc)。并通过后续工艺的优化,使得发射结性能的提升得到有效的保障。但是这种方案的有效实施,需要后续众多工艺的协调,本论文着重从以下几个方面来开展研究:1、结合现有设备工艺条件,逐步优化发射结扩散工艺及方阻大小,得到兼容于现有常规生产设备的扩散工艺;2、优化表面钝化对电池性能的影响,提高电池表面的钝化质量,降低发射结表面复合速度非常重要;3、优化栅线下发射结方阻;4、优化不同浆料下的电池性能,本论文在不同方阻条件下,以及不同浆料条件下的电池性能进行了全面分析,不管是在哪种发射结方阻条件下,与其他公司的正电极浆料相比,17A浆料烧结得到的Rs,不管是在测试结果的离散性还是测试值的大小方面,都有着比较明显的优势;5、优化烧结温度对电池性能的影响:在现有进口Baccini丝网印刷线及Despatch烧结炉基础上,开发适用于高方阻的丝网印刷工艺,及较优的高方阻电池烧结工艺;方阻越高,需要越密的栅线与之配合,才能发挥出高方阻低表面浓度的优势,这其中有两个难点,其一是高方阻均匀性的控制,其二是银浆的选择,需要综合考虑银浆的导电特性、粘度等,使之适合密栅高方阻的印刷烧结。为了更进一步优化正面68栅线,高方阻电池的烧结性能,我们对后道烧结工艺进行了大量实验,主要是对影响浆料与发射结接触的高温段进行了大量实验优化工作。通过改变优化各段烧结工艺,我们发现电池性能有着比较明显的改善效果,获得了高达635mV的开路电压,短路电流Isc5.817A,均值18.67%的电池效率。基本达到我们本实验的最初设计结果。