七個(gè)電性能課件

七個(gè)電性能

主要電性能參數(shù)短路電流（Ⅰsc）開路電壓（Voc）串聯(lián)電阻（Rs）并聯(lián)電阻(Rsh)填充因子（FF）反向漏電流（IRev2）轉(zhuǎn)化效率（Eta）定義短路電流（Ⅰsc）：

在某特定溫度和輻射度條件下，太陽能電池在短路狀態(tài)下的輸出的電流，與電池面積，光強(qiáng)及溫度有關(guān)。損失途徑：1）表面的減反射程度，反射率下降，Isc上升；2）正面電極的印刷遮掉了10%左右的入射光；3）透射；4）半導(dǎo)體體內(nèi)和表面的復(fù)合。定義開路電壓（Voc）：

在某特定的溫度和輻射條件下，太陽能電池在無負(fù)載（即開路）狀態(tài)下的兩端電壓，與光強(qiáng)和溫度有關(guān)。損失途徑：主要損失在于體內(nèi)復(fù)合，半導(dǎo)體中復(fù)合率越低，Uoc越高。定義串聯(lián)電阻（Rs）：正面電極金屬柵線電阻rmf正面金屬半導(dǎo)體接觸電阻rc1正面擴(kuò)散層電阻rt基區(qū)體電阻rb背面金屬半導(dǎo)體接觸電阻rc2背面電極金屬柵線電阻rmbRs=rmf+rc1+rt+rb+rc2+rmb每一部分r的波動(dòng)都會(huì)引起Rs變化，接觸電阻的大小與燒結(jié)工藝有關(guān)。定義并聯(lián)電阻(Rsh)指太陽能電池內(nèi)部的、跨連在電池兩端的等效電阻。

并聯(lián)電阻小可能由于：邊緣漏電（刻蝕未完全、印刷漏漿）體內(nèi)雜質(zhì)和微觀缺陷PN結(jié)局部短路（擴(kuò)散結(jié)過淺、制絨角錐體顆粒過大、漿料污染等）定義填充因子（FF）

體現(xiàn)電池的輸出功率隨負(fù)載的變動(dòng)特性

填充因子FF與入射光譜光強(qiáng)度、短路電流、開路電壓、串聯(lián)電阻及并聯(lián)電阻密切相關(guān)。定義反向漏電流（IRev2）：

形成漏電的主要原因：

1）通過PN結(jié)的漏電流；

2）沿電池邊緣的表面漏電流；

3）金屬化處理后沿著微觀裂縫或晶界等形成的細(xì)小橋路而產(chǎn)生的漏電流。定義轉(zhuǎn)換效率

輸出功率與入射光功率之比為轉(zhuǎn)換效率η式中At包括柵線圖形面積在內(nèi)的太陽能電池的總面積單位面積的入射光功率方塊電阻大小絨面腐蝕深度方塊電阻均勻性刻蝕線寬（RENA）膜厚Item1，2，3的濕重反射率少子壽命刻蝕腐蝕深度折射率item3細(xì)柵線寬燒結(jié)溫度工藝主要控制點(diǎn)三、各工段控制點(diǎn)對(duì)性能參數(shù)的影響

制絨對(duì)性能參數(shù)的影響

制絨腐蝕深度

腐蝕深度太淺，表面雜質(zhì)層和損傷層去除不完全，會(huì)增加表面缺陷，形成金屬雜質(zhì)復(fù)合中心，加劇光生空穴-電子對(duì)的復(fù)合，最終會(huì)影響光的吸收效果。影響Uoc、Isc、FF和Irev2。腐蝕深度太深，影響絨面均勻性；若絨面質(zhì)量(均勻性)不好，會(huì)降低硅片表面對(duì)光的減反射效果，影響擴(kuò)散和鍍膜的均勻性，最終會(huì)影響光的接收效果、光電子的收集效果；影響Uoc、Isc、FF和Irev2。制絨對(duì)性能參數(shù)的影響反射率制絨時(shí)的腐蝕速度、腐蝕深度都會(huì)影響電池片的表面反射率，表面反射率高會(huì)影響光的接收效果，Uoc和Isc同時(shí)降低。擴(kuò)散對(duì)性能參數(shù)的影響擴(kuò)散擴(kuò)散濃度表面濃度偏低，會(huì)增加串聯(lián)的接觸電阻，會(huì)減少橫向收集電流，最終會(huì)影響光電子的收集效果；Rs增加，Isc會(huì)減小表面濃度偏高，有利于降低接觸電阻，但是會(huì)造成“死層”的增加，加劇光生空穴-電子對(duì)的表面復(fù)合，降低短波響應(yīng)效果，最終會(huì)影響光的吸收效果；若表面濃度超過一定的濃度，還會(huì)降低禁帶寬度，減小開路電壓Uoc；擴(kuò)散對(duì)性能參數(shù)的影響結(jié)深

若結(jié)太淺，容易被燒穿，不利于絲印燒結(jié)溫度的調(diào)節(jié)，會(huì)增加漏電流，減少短路電流；若結(jié)太深，會(huì)造成缺陷增加，增加了體內(nèi)空穴-電子對(duì)的復(fù)合，降低了短波響應(yīng)，影響了短波光的吸收效果；另外，不利于光電子的收集；影響FF、Isc、Uoc、Rs、Rsh和Irev2。少子壽命若少子壽命偏低，反映光生空穴-電子對(duì)很容易發(fā)生復(fù)合，最終會(huì)影響光的吸收效果。影響Isc、Uoc?？涛g對(duì)性能參數(shù)的影響刻蝕腐蝕深度若四周的PN結(jié)沒有完全去除，造成造成上下表面的外邊沿聯(lián)通，會(huì)引起漏電偏大，減小短路電流，最終會(huì)影響光電子的收集效果；背面PN結(jié)沒有完全去除，對(duì)電性能的影響不大。刻蝕線

若沒有在擴(kuò)散面看到刻蝕線，不能完全確認(rèn)周邊PN結(jié)被刻蝕掉，會(huì)造成上下表面的外邊沿聯(lián)通；若刻蝕線距離邊沿太寬（大于1.5毫米），容易造成正面電極柵線印刷到被刻蝕的邊沿上，與背電場(chǎng)導(dǎo)通，也會(huì)造成上下表面的外邊沿聯(lián)通；最終會(huì)引起漏電（Irev2）偏大，減小短路電流（Isc）,影響光電子的收集效果；PECVD對(duì)性能參數(shù)的影響PECVD膜厚折射率減反效果的增強(qiáng)，將有更多的光被電池吸收利用，最終影響對(duì)光的接收效果；表面和體鈍化效果的增強(qiáng)，將有助于減少多晶電池片的表面缺陷和體缺陷，減少光生電子-空穴對(duì)的體內(nèi)復(fù)合，最終影響光的吸收效果；致密度好、氫離子含量高，會(huì)增強(qiáng)表面和體鈍化效果，最終影響光的吸收效果；影響Uoc和Isc絲印對(duì)性能參數(shù)的影響絲網(wǎng)印刷（item1、item2、item3）濕重item1濕重偏小，會(huì)造成背面歐姆接觸不好，會(huì)增加背面接觸電阻，會(huì)影響光電子的收集效果；濕重偏大，不利于燒結(jié)，最終會(huì)降低光電子的收集效果。item2濕重偏小，不利于形成良好的P+層背電場(chǎng)，會(huì)降低對(duì)光的吸收效果；濕重偏大，不利于燒結(jié)，最終也會(huì)降低對(duì)光的吸收效果和光電子的收集效果。item3濕重偏低，會(huì)增加正面接觸電阻，會(huì)影響光電子的收集效果；濕重偏大，降低接觸電阻，但是增加了遮光面積，會(huì)影響光的接收效果。絲印對(duì)性能參數(shù)的影響線寬在保證焊接良好的條件下，線寬越小越好，但同時(shí)提高電極高度降低正電極電阻（減少遮光面積），線寬偏大，會(huì)增加遮光面積，會(huì)影響光的接收效果；線寬偏小（高度不增加），會(huì)增加電極電阻，會(huì)影響光電子的收集效果。正面柵線根數(shù)當(dāng)硅片的橫向電阻偏高時(shí)，需要增加正電極條數(shù)來降低橫向電流的收集損失，影響光電子的收集效果；燒結(jié)對(duì)性能參數(shù)的影響燒結(jié)溫度燒結(jié)溫度太低，Rs增大（接觸電阻增大），F(xiàn)F降低；燒結(jié)溫度太高，局部過燒，導(dǎo)致Irev2增大。測(cè)試臺(tái)總結(jié)開路電壓Uoc的損失主要在體內(nèi)復(fù)合，所以減少各種復(fù)合中心（硅片各類缺陷、暗紋、沾污等）是提高Uoc的有效方法；影響短路電流Isc的因素包括：

1）

絨面減反射效果；

2）

擴(kuò)散PN結(jié)結(jié)構(gòu)；

3）

后清洗去邊結(jié)效果；

4）

PECVD鍍膜減反射效果；

5）

印刷柵線的遮光面積；

6）

沾污。串聯(lián)電阻Rs包括：P型硅片基區(qū)體電阻