正倒金字塔绒面结构对正面导电银浆使用情况分析-陈全胜

正倒金字塔绒面结构对正 面导电银浆使用情况分析 陈全胜 刘尧平 陈伟 吴俊桃 赵燕 林珊 唐旱波 王燕 杜小龙 中国科学院物理研究所 北京普扬科技有限公司 广东省松山湖材料科学重点实验室 通信邮箱 ypliuiphy.ac.cn 2018年 11月 10日 陕西 ▪西安 第 14届中国太阳级硅及光伏发电研讨会 1、研究背景 12th CSPV 新型绒面 随机倒金字塔 的陷光机理研究与分析 2 结论随机倒金字塔的光学性能优于随机正金字塔 重叠模型 10.1110.64 规则模型 10.38 随机模型 10.48 （一百次以上 的随机计算） 1、研究背景 3 012晶面 112晶面 13th CSPV 类倒金字塔结构分析及多晶硅晶面分析方法 详细内容将刊登在 物理学报 2018年 22期中“不同硅晶面指数上的类倒金字塔结构研究与分析” x y T 1 T 2 S 1 S 2 o T 3 T 4 T 5 T 6 z abc0≤a＜ bc0≤a≤b＜ c 结论不同晶面硅片表面会形成不同结构的类倒金字塔结构 1、研究背景 量产 应用 4 1、 Wang Y, Yang L, Liu Y, et al. Maskless inverted pyramid texturization of silicon[J]. Scientific Reports, 2015, 510843. 2、 Yang L, Liu Y, Wei C, et al. Interface Engineering of High Efficiency Organic-Silicon Heterojunction Solar Cells[J]. Acs Applied Materials 假设 1栅线宽度 W为 2𝑤的整数倍； 2栅线为理想的长方体且对结构进行完全填充； 5 2、数学模型 6 正倒金字塔消耗银浆体积为 正金字塔为 𝑉𝑈𝑃 𝑉𝑈𝑃1 ∗𝑁𝑉 23 𝑤𝑈𝑃3 ∗ 𝐿∗𝑊𝑤 𝑈𝑃2 𝐿𝑊𝐻 𝐿𝑊 23 𝑤𝑈𝑃 𝐻； 倒金字塔为 𝑉𝐼𝑃 𝑉𝐼𝑃1 ∗𝑁𝑉 26 𝑤𝐼𝑃3 ∗ 𝐿∗𝑊𝑤 𝐼𝑃2 𝐿𝑊𝐻 𝐿𝑊 26 𝑤𝐼𝑃 𝐻； 定义倒金字塔所耗银浆量与正金字塔的差异率 η为 η 𝑉𝑈𝑃 −𝑉𝐼𝑃𝑉 𝑈𝑃 W H L W H L Fig.1 a倒金字塔电极示意图 Fig.1 b正金字塔电极示意图 wUP wIP 2、数学模型 7 假设正倒金字塔中栅线的高度 H， 宽度 W， 长度 L相同 ， 因此差异率 η为 η 𝑉𝑈𝑃 −𝑉𝐼𝑃𝑉 𝑈𝑃 2 3 𝑤𝑈𝑃 − 2 6 𝑤𝐼𝑃 2 3 𝑤𝑈𝑃 𝐻 当 η0时 ， 即 2𝑤𝑈𝑃 𝑤𝐼𝑃时 ,倒金字塔使用银浆量优于正金字塔； 当 η0时 ， 即 2𝑤𝑈𝑃 𝑤𝐼𝑃时 ,倒金字塔使用银浆量与正金字塔相同； 当 η0时 ， 即 2𝑤𝑈𝑃 𝑤𝐼𝑃时 ,倒金字塔使用银浆量劣于正金字塔； 结论 1倒金字塔结构尺寸小于两倍的金字塔时 ， 倒金字塔银浆用量少； Fig.2 不同结构宽度和栅线高度下的银浆用量 当 𝑤𝑈𝑃 𝑤𝐼𝑃时 ， η 𝑉𝑈𝑃 −𝑉𝐼𝑃𝑉 𝑈𝑃 2 6 𝑤 2 3 𝑤𝐻 结论 2栅线高度 H越小时 ， 差异率 η越大； 结构宽度 w越大时 ， 差异率 η越大； 3、测试结果 8 高度 H为 16.5μm 宽度 W为 48μm Fig.3a 正金字塔细栅台阶仪测试结果图 Fig.3b 倒金字塔细栅台阶仪测试结果图 高度 H为 16.7μm 宽度 W为 48μm 结论 3相同印刷条件下 ， 正倒金字塔绒面的细栅宽度与高度几乎相同； 3、测试结果 9 Fig.4a 正金字塔结构 SEM图 Fig.4b 倒金字塔结构 SEM图 结论 4目前的工艺角度而言 ， 倒金字塔结构的尺寸略小一些 ， 在 1.53μm； 3、测试结果 10 结论 5目前产线浆料而言 ， 正倒金字塔的接触性能相当； 注下面两幅图中栅线宽度的视觉差异是由于扫描角度导致； Fig.5a 正金字塔细栅线 SEM图 Fig.4b 倒金字塔细栅线 SEM图 4、报告总结 11 η 𝑉𝑈𝑃 −𝑉𝐼𝑃𝑉 𝑈𝑃 2 3 𝑤𝑈𝑃 − 2 6 𝑤𝐼𝑃 2 3 𝑤𝑈𝑃 𝐻 2 6 𝑤 2 3 𝑤 𝐻 结论 1倒金字塔结构尺寸小于两倍的金字塔时 ， 倒金字塔银浆用量少； 结论 2栅线高度 H越小时 ， 差异率越大；结构宽度 w越大时 ， 差异率越大； 当 w2μm,H16.5μm时 ， 倒金字塔结构节省 η2.7的银浆用量； 结论 3目前工艺条件下 ， 使用倒金字塔绒面结构能够节省正面银浆的使用量； 展望 1通过对适合倒金字塔银浆的开发 ， 倒金字塔结构的优势 将会越发明显； 展望 2优秀的接触性能有望用于高效电池 ， 如 HIT、 IBC等 。 正金字塔 处理后金字塔 倒金字塔 Thanks for your attentions 谢 谢大家 12 第 14届中国太阳级硅及光伏发电研讨会