錫基釬料用作a-Si-c-Si光伏電池電極材料的探索.pdf

1、分類號：密級：UDC：學(xué)號：415714014010南昌大學(xué)專業(yè)學(xué)位研究生學(xué)位論文錫基釬料用作錫基釬料用作aSicSi光伏電池電極材料的探索光伏電池電極材料的探索OntheFeasibilityofUsingSnBasedSoldersasElectrodeMaterialsfASiCSiPhotovoltaicCells沈文杰培養(yǎng)單位（院、系）：材料科學(xué)與工程學(xué)院指導(dǎo)教師姓名、職稱：魏秀琴副教授專業(yè)學(xué)位種類：工程碩士專業(yè)領(lǐng)域名稱：材料

2、工程論文答辯日期：2016年5月27日答辯委員會主席：評閱人：2016年月日摘要摘要晶體硅太陽能電池是目前光伏市場的主流產(chǎn)品。受材料和工藝的限制，晶硅太陽電池轉(zhuǎn)換效率提高和成本降低的空間有限。近年來，在研究人員提出的新型結(jié)構(gòu)的電池中，晶硅非晶硅（aSicSi）光伏電池以其高轉(zhuǎn)換效率的優(yōu)勢得到迅速發(fā)展。在aSicSi光伏電池的結(jié)構(gòu)中，柵線電極處于最外層的氧化銦錫薄膜(ITO)上，目前研發(fā)中普遍采用在ITO膜上印刷低溫銀漿并固化的工藝制作柵

3、線電極。低溫銀漿高昂的價格阻礙了aSicSi光伏電池的推廣應(yīng)用。針對這一問題，本文探索了用低溫Sn基釬料替代低溫銀漿制作aSicSi光伏電池的電極的可能性，旨在不降低轉(zhuǎn)換效率的前提下降低電池成本。研究內(nèi)容包括：Sn基釬料Sn58(wt%)Bi、Sn50Bi2Zn、Sn37Pb、Sn53In在熔融狀態(tài)下與ITO薄膜的相互作用；Sn基釬料與及其與ITO薄膜間接觸的電性能研究；Sn58Bi漿料印刷制作ITO上柵線電極的嘗試。研究結(jié)果表明：熔化

4、的Sn基釬料能在ITO硅片表面粘附，兩者相互作用而存在一定界面強度。釬料在空氣中的嚴(yán)重氧化使其在ITO薄膜上的潤濕性能較差，熔化后必須借助外力才能實現(xiàn)在ITO薄膜上的潤濕鋪展。表征發(fā)現(xiàn)Sn58Bi和Sn53In合金與ITO薄膜間的界面強度較其他組分大。界面間作用機理分析發(fā)現(xiàn)，釬料與ITO膜之間沒有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，沒有新形成的界面層。但是原子力顯微鏡下，合金與ITO的作用區(qū)與非作用區(qū)域之間有顯著ITO的堆積形成的輪廓，堆積高度越大，結(jié)合強度

5、越高。電性能方面，Sn58Bi、Sn50Bi2Zn、Sn37Pb、Sn53In的體電阻率普遍小于低溫銀漿，合金與ITO的接觸電阻也小于低溫銀漿的。Sn58Bi漿料在ITO上印刷制作柵線電極的嘗試中，本研究發(fā)現(xiàn)Sn58Bi粉末合金熔化后在ITO上凝結(jié)成球，最終漿料未能在ITO玻璃上形成連續(xù)的柵線電極。但在(95%N25%H2)和(99.999%Ar)氣氛中，Sn58Bi合金的成球尺寸較空氣中大，顯示在這兩種氣氛下，漿料中的粉末有更好的熔化