晶体硅太阳能电池丝网印刷工艺的改进

【摘要】：多晶硅太阳能电池的转换效率一直停滞在15%~17%，为了提高硅太阳电池的转换效率，从2010年开始，人们研究采用丝网“二次印刷”来提高栅线高宽比，减小硅电池表面阴影覆盖面积，从而提升太阳能电池的转换效率，但迄今为止这方面的理论研究和实验分析仍处于探索阶段。 本文首先通过引入丝网印刷网线扩大因子，建立了包含丝网印刷网线扩大和二次叠印网线扩大因素的太阳电池填充因子理论模型，并分析了网线扩大所导致填充因子的变化规律。其次根据Denis Erath等人提出的构想，在实际批量生产条件下，采用丝网开口较小的丝网进行两次叠印，将印刷得到的参数与采用丝网开口较大丝网一次印刷得到的参数进行对比实验。 电性能测量结果表明，由于网线扩大的影响，导致电极线串联电阻减小，尤其是二次叠印减小程度更大，使得一次印刷和叠印的展宽电极线高宽比分别下降了40%和20%，最终填充因子分别减小19%和22%~23%。由此说明，印刷栅线展宽，将使得填充因子减小，展宽幅度越大，填充因子的值越小，实验结果与理论模型分析结论相吻合。与此同时，较之于丝网一次印刷工艺，丝网二次叠印工艺所测得的电池片转换效率仍提高0.4%。 本文所得模型在各企业针对所选材料、工艺进行相关参数的特征化处理后，能指导电池片栅线印刷和预测栅线展宽所带来的填充因子变化率，计算出电池片转换效率的增幅。 【关键词】：二次叠印 线扩大 填充因子 转换效率
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 研究的目的及意义7
• 1.2 国内外研究现状7-9
• 1.2.1 国内研究现状7-8
• 1.2.2 国外研究现状8-9
• 1.3 本文研究内容9
• 1.4 论文结构9-11
• 第二章 硅太阳电池丝网印刷质量要素11-17
• 2.1 网版11-13
• 2.1.1 丝网特性11
• 2.1.2 张力11-12
• 2.1.3 寿命12
• 2.1.4 丝网开口12
• 2.1.5 丝网目数12-13
• 2.1.6 储存和使用13
• 2.2 工艺参数13-15
• 2.2.1 刮刀压力13
• 2.2.2 刮刀速度13-14
• 2.2.3 刮刀角度14
• 2.2.4 离网间距14-15
• 2.3 设备15
• 2.4 油墨15-16
• 2.5 本章小结16-17
• 第三章 光伏材料生产流程17-27
• 3.1 硅太阳电池的生产工艺发展17-19
• 3.1.1 空间硅电池的生产工艺发展17-18
• 3.1.2 地面硅电池的生产工艺发展18-19
• 3.2 硅太阳能电池工作原理19-20
• 3.3 工艺原理及设备20-26
• 3.3.1 清洗原理及设备20-21
• 3.3.2 扩散原理及设备21-22
• 3.3.3 喷蜡原理及设备22-23
• 3.3.4 刻蚀原理及设备23-24
• 3.3.5 镀膜原理及设备24
• 3.3.6 丝印原理及设备24-25
• 3.3.7 烧结原理及设备25-26
• 3.3.8 分类检测与封装设备26
• 3.3.9 组件26
• 3.4 本章小结26-27
• 第四章 二次印刷中能量捕获的理论与实验研究27-51
• 4.1 硅电池串联电阻的影响因素及其分析27-38
• 4.1.1 硅太阳能电池的电阻分布27-28
• 4.1.2 油墨组分对电阻的影响28-31
• 4.1.3 温度对电阻的影响31-34
• 4.1.4 印刷扩大对电阻影响的相关理论推导34-38
• 4.2 实验设备、材料与流程38-42
• 4.2.1 丝网一次印刷实验38-41
• 4.2.2 丝网二次叠印实验41-42
• 4.3 实验结果与分析42-50
• 4.3.1 实验相关参数计算42-43
• 4.3.2 实验测量结果43-45
• 4.3.3 不同丝印工艺对电性能参数的影响45-47
• 4.3.4 二次叠印对填充因子和转换效率的影响分析47-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第五章 主要结论与展望51-53
• 5.1 主要结论51-52
• 5.2 展望52-53
• 致谢53-55
• 参考文献55-59
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文59

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