分析晶体硅太阳电池前电极形成机理

本文由黑色枫叶２贡献ｐｄｆ文档可能在ＷＡＰ端浏览体验不佳。建议您优先选择ＴＸＴ，或下载源文件到本机查看。８ ？材料导报 ： 研究篇 ２００９ 年 ７ 月 （ 下） 第 ２３ 卷第 ７ 期（ 中山大学太阳能系统研究所 ，国家新能源工程技术研究中心华南分中心 ，广州５１０００６）（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｓｏ ｕｔ ｈ Ｃｈｉｎａ ， Ｉｎｓｔｉｔ ｕｔｅ ｆｏｒ Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ ， Ｓｕｎ Ｙａｔ２ｓｅｎ Ｕ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０００６）０ 前言１９７５ 年丝网印刷技术首次应用于太阳电池制备前 、 背电 极［ １ ］ 。目前市场上 ８５ ％以上的晶体硅太阳电池都是采用丝 网印刷技术［ ２ ］ ，通过丝网印刷设备将 Ａｇ 浆料印制在太阳电 池前表面氮化硅减反射膜上 ， 再经过高温烧结工艺形成 Ａｇ２ Ｓｉ 接触电极 。烧结工艺的主要功能是 Ａｇ 浆料溶解 ＳｉＮ ｘ 减 反射膜 ，形成 Ａｇ２Ｓｉ电极接触 ； Ｈ 原子由表层向内部扩散 ， 钝 化体内杂质和缺陷 ； 形成 Ａｌ２Ｓｉ 合金背表面场 。本实验主要 对在高温烧结条件下 Ａｇ２Ｓｉ 接触的形成机理及电流传输机 制进行了分析 。 Ａｇ 浆料主要包含导电材料 、 玻璃料 （ Ｇｌａｓｓ ｆ ｒｉｔ ） 、 有机粘μ 合剂 、 有机溶剂 ， 其中导电材料主要是 ０． １ ｍ 至十几微米的 银颗粒 ，占浆料总质量的 ６０ ％～ ８０ ％ ， 玻璃料主要是氧化物 （ ＰｂＯ 、２ Ｏ３ 、 ２ 、 ３ 、 ） 粉末 ， 占浆料总质量的 ５ ％ ～ Ｂ ＳｉＯ ＢｉＯ ＺｎＯ ［２ － ４］ １０ ％ 。 到目前为止 ，对丝网印刷前电极的烧结工艺机理还存在 许多争议 ，但是并不影响其在商业化太阳电池生产上的广泛 应用［ ４ ］ 。烧结工艺使电极能与硅片之间形成良好的欧姆接辉 ： 通讯作者 ，男 ，１９５６ 年生 ，博士生导师 ，教授 Ｅ２ｍａｉｌ ： ｓｈｅｎｈｕｉ１９５６＠１６３． ｃｏ ｍ３ 国家 ８６３ 计划基金项目 （ ２００６ＡＡ０５Ｚ４０９） ； 广东省科技计划项目 （ ２００７Ａ０１０７００００２）李军勇 ： 男 ，１９８１ 年生 ，硕士研究生 ，主要从事晶体硅太阳电池研究工作 Ｔｅｌ ：０２０２３９３３２８６４ Ｅ２ｍａｉｌ ：ｌｉｊｕｎｙｏｎｇ ＠ｇｍａｉｌ． ｃｏｍ 沈ｆ ｒｏ ｎｔ ｃｏｎｔａｃｔ ｓ ａｎｄ ｔ ｈｅ ｆｏ ｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ Ａｇ２Ｓｉ ｃｏｎｔａｃｔ ｓ ａｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｆｏ ｕｒ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｓｔ ｒｕｃｔ ｕｒｅｓ ｏｆ ｎｉｓｍｓ ａｒｅ ｃｏ ｎｃｌｕｄｅｄ ｔｏ ｂｅ ｔｗｏ２ｓｔｅｐ ａｎｄ ｍｕｌｔｉ２ｓｔｅｐ ｔ ｕｎｎｅｌｉｎｇ ｐ ｒｏｃｅｓｓ ｆ ｒｏ ｍ ｅｍｉｔｔｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｓｉｌｖｅｒ ｔ ｈｒｏｕｇｈ ｇｌａｓｓ ｌａｙｅｒｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ ， ｆ ｒｏｎｔ ｃｏ ｎｔａｃｔ ， ｓｉｎｔｅｒ ， Ａｇ２Ｓｉ ｃｏ ｎｔａｃｔ ｓａｎｉｓｍｓ ｏｆ Ａｇ２Ｓｉ ｃｏｎｔａｃｔ ｓ ａｎｄ ｔ ｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔ ｒａｎｓｐｏ ｒｔ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ａｒｅｓｔｉｌｌ ｎｏｔ ｗｅｌｌ ｕｎｄｅｒｓｔｏｏｄ． Ｔｈｅ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｐ ｒｏｃｅｓｓ ｏｆ接触形成机理以及电流传输机制 ，对前电极烧结工艺以及 Ａｇ２Ｓｉ 接触的形成机理进行了分析 ，提出了 ４ 种 Ａｇ２Ｓｉ 界面 的接触形式 。根据不同的界面接触形式 ，指出两步隧道效应和多步隧道效应电流传输机制是最主要的电流传输方 式。太阳电池 前电极 烧结 ２Ｓｉ 接触 Ａｇ 关键词 Ａｇ２Ｓｉ ｃｏｎｔａｃｔ ｓ ａｒｅ ｐ ｒｅｓｅｎｔｅｄ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｓｔ ｒｕｃｔ ｕｒｅｓ ， ｔ ｈｅ ｍａｉｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔ ｒａｎｓｐｏｒｔ ｍｅｃｈａ２ｓｃｒｅｅｎ ｐ ｒｉｎｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｔｏ ｆｏｒｍ ｔ ｈｅ ｓｉｌｖｅｒ ｆ ｒｏ ｎｔ ｃｏｎｔａｃｔ ｓ ａｎｄ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｒｅａｒ ｃｏｎｔａｃｔ ｓ． Ｈｏｗｅｖｅｒ ， ｔ ｈｅ ｆｏ ｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈ２摘要 目前市场上 ８５ ％以上的晶体硅太阳电池采用丝网印刷技术制备前 、背电极 。为了了解前电极的 Ａｇ２ＳｉＡｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ Ｆｒｏｎｔ Ｃｏｎｔａｃｔｓ ｏｆ ＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＳｉ Ｓｏｌａｒ ＣｅｌｌｓＬ Ｉ Ｊ ｕｎｙｏ ｎｇ ， Ｌ ＩＡＮ Ｇ Ｚｏ ｎｇｃｕｎ ， ＺＨＡＯ Ｒｕｑｉａｎｇ ， Ｊ ＩＮ Ｊ ｉｎｇｓｈｅｎｇ ， ＳＨ ＥＮ ＨｕｉＡｂｓｔｒａｃｔ ｐ ｒｅｓｅｎｔ ， ｍｏ ｒｅ ｔ ｈａｎ ８５ ％ ｏｆ ｔ ｈｅ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｉ ｓｏｌａｐａｇｅ １ｒ ｃｅｌｌｓ ｉｎ ｔ ｈｅ ｗｏｒｌｄ ｍａｒｋｅｔ ａｒｅ ｐ ｒｏｄｕｃｅｄ ｕｓｉｎｇ Ａｔ晶体硅太阳电池前电极形成机理分析 ３李军勇 ，梁宗存 ，赵汝强 ，金井升 ，沈 辉１ 实验触 ，其最重要的参数为烧结峰值温度 。烧结峰值温度过低 ， 则正面电极不能穿透 ＳｉＮ ｘ 膜 ，导致串联电阻过大 ，表面 Ｈ 原 子扩散至体内的深度不够 ， 不能有效钝化体内缺陷 ； 而烧结 峰值温度过高 ，Ａｇ 电极会穿透 ｎ ＋ 层发射区 ， 与 ｐ 型硅衬底 接触 ，形成肖特基旁路结 ， 导致低的并联电阻和较大的反向 漏电流 ，降低太阳电池转换效率 。采用电阻率为 １ ～ ３Ω ？ 、１００ ］ 向的单晶硅片制备太 ｃｍ ［ 阳电池 。太阳电池的生产工艺为 ： 去表面损伤层及制备表面 金字塔绒面 ； 液态 ＰＯＣｌ ３ 扩散形成ｎ ＋ 层 ， 方块电阻为 ４５ ～ ＋ ５５Ω／ ｓｑ ； 等离子体刻蚀边缘 ｎ 层 ； 去除磷硅玻璃 ； ＰＥＣＶＤ 镀 ＳｉＮ ｘ 减反射膜 ，约 ７５ｎｍ 厚 ； 分别采用丝网印刷工艺制备背 电极、 背表面场和 Ａｇ 正电极 ，Ａｇ 浆料采用商用 Ｆｅｒｒｏ３３２ Ａｌ ４６２ 型浆料 ； 链式烧结炉一次烧结 ， 最高温度设定为 ８８０ ℃。 测试 Ｉ２Ｖ 特性 。 采用 Ｑｕａｎｔａ ４００ Ｆ Ｅ Ｇ 场发射扫描电子显微镜 （ ＳＥＭ） 观 察 Ｓｉ２Ａｇ 电极断面 ，并采用 ＥＤＳ （ Ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒ ｓｉｖｅ ｓｐｅｃｔ ｒｏｍ２ ｅｔｅｒ ，能量色散谱仪） 分析其成分 。晶体硅太阳电池前电极形成机理分析／ 李军勇等９ ？在图 １ 中点 ３ 位置 ，烧结完的 Ａｇ 电极里含有较多的 Ｓｉ ， 说明玻 璃 料 对ＳｉＮ ｘ 有 腐 蚀 作 用 。 Ｇ． Ｓｃｈｕｂｅｒｔ 等［ ８ ］ 通 过 ＳＥＭ／ ＥＤＳ 分析也发现 ， 烧结后玻璃料中有 Ｐｂ 沉淀产生 。 Ｂ． Ｓｏｐｏｒｉ 等［ ４ ］ 认为 ，在低温烘干时 ， 浆料中Ａｇ 颗粒被小片 状玻璃料颗粒分离 ，而在 ４５０ ℃ ，玻璃料开始熔化并覆盖在 时 Ａｇ颗粒表面 ，在 ６００ ℃ ，Ａｇ 颗粒被熔融的玻璃料所包围 。 时 随着温度的升高 ， 当Ａｇ 颗粒分布于熔融的玻璃料中时 ， Ａｇ 颗粒表面与玻璃料发生离子交换 ， 并在 Ａｇ颗粒表面形成一 层 Ａｇ２Ｍ２Ｓｉ 液态相 （ Ｍ 为玻璃料中的金属元素） 。当玻璃料 熔透ＳｉＮ ｘ 层后 ，开始与硅 ｎ ＋ 发射区层接触 ，并继续发生氧化 还原反应 （ 式 （ １） ） 。生成的 ＳｉＯ２ 溶解于玻璃料中 ，Ａｇ 颗粒在 界面处聚集 ， 远离 Ｓｉ 表面的 Ａｇ 颗粒也相互聚集接触在一 起 。如图 １ 所示 ，烧结后 ，Ａｇ 颗粒间并不是形成非常紧密的 结构 ，而是多孔结构 ，可以判断实际形成 Ａｇ２Ｓｉ 接触的 Ａｇ 成 分并不是 Ａｇ 颗粒，而是通过离子交换溶解于玻璃料中的 Ａｇ 原子 。如图 １ 中点 １ 、 ４ 所示 ，在界面处存在 Ａｇ 、 、 ， 可 点 Ｐｂ Ｓｉ 见玻璃料与硅片发生了反应 ， Ａｇ 在该处沉淀 。玻璃料还可 以作为一阻挡层来减少 Ａｇ 扩散进入 ｎ ＋ 发射区和 ｐ２ｎ 结 区［ ９ ］ ，从而 有 助 于 减 少 结 区 旁 路 结 合 漏 电 流 。有 研 究 认 为［ １０ ］ ，如果没有玻璃料介于 Ａｇ 颗粒与硅之间 ， 在烧结过程 μ 中 ，Ａｇ 原子可以扩散至硅基体 ５ｍ 深处 。 烧结峰值温度过后进行快速冷却 ，Ａｇ 电极与 Ｓｉ 基体之 间能形成多种界面接触形式 。玻璃料中的硅在硅片上外延 重结晶 ，而 Ａｇ 晶粒在硅片表面上析出且随意分布 。在适当 的烧结温度下 ，Ａｇ 晶粒的结晶生长与 Ｓｉ 外延方向一致［ １１ ，１２ ］ 。 有研究者通过 Ｔ ＥＭ 分析［ １３ ，１４ ］ 发现 ， 倒金子塔形状的 Ａｇ 晶 粒生长进入到 ｎ ＋ 发射区内部 ， 有些只有几纳米大小 ， 而有些 则有几百纳米大小 ， 且这类沉淀在界面处分布没有规则 ， 一 般认为倒金字塔表面属于｛１１１｝ 晶面 。实际上 ，Ａｇ 晶粒进入 发射极并不是直接与 Ｓｉ 接触［ １５ ］ ， 在 Ａｇ 与 Ｓｉ 之间还存在约 ５ｎｍ 的玻璃料层 。图 １ 中点 ２ 位置主要是 Ａｇ 和 Ｓｉ 元素 。 在该点应该是富 Ａｇ 相沉淀 。Ａｇ 沉淀可以进入 ｎ ＋ 区内部达 １３０ｎｍ［ １２ ］ 。 由于首先是熔融玻璃料与硅 ｎ ＋ 发射区接触 ， 溶解在玻 璃料中的 Ａｇ 会在硅表面析出结晶或进入 ｎ ＋ 发射区结晶 ， 因 此对于形成的界面应该存在以下几种形式 ： （ １ ） 大 Ａｇ 颗粒／ 薄层玻璃料 （ ０ ～ ２０ｎｍ ） ／ Ａｇ 晶粒／ 薄层玻璃料 （ ５ｎｍ 左右 ） ／ Ｓｉ ； （ ２ ） 大 Ａｇ 颗粒／ 溶解了 Ａｇ 原子的厚玻璃料层／ Ｓｉ ； （ ３ ） 大 Ａｇ 颗粒／ 溶解了 Ａｇ 原子的厚玻璃料层／ Ａｇ 晶粒／ 薄层玻璃 料／ Ｓｉ ，而在此类接触形式中 ，厚的玻璃料层中在靠近Ｓｉ 发射 极的一侧会存在一些无 Ａｇ 粒子的区域 （ 正常烧结情况下小 于 ２０ｎｍ） ［ １５ ］ ，这主要是由于在冷却过程中 ，Ａｇ 粒子过饱和析 出并在 Ｓｉ 表面重新结晶生长， 消耗了玻璃料中的 Ａｇ 粒子 ； （ ４ ） 有研究者还发现［ １５ ］ ， 残留的 ＳｉＮ ｘ 膜ｐａｇｅ ２也会出现在某些区 域 ，特别是在单晶硅金字塔绒面结构的底部 ， 烧结温度越低 ， 残留的 ＳｉＮ ｘ 膜越多 ，从而阻止了玻璃料中的 Ａｇ 向硅中结晶 生长 。不同界面的接触形式见图 ２ 。 从以上分析可知 ，玻璃料中的氧化物与 Ｓｉ 表面发生氧化 还原反应生成 Ｐｂ ，Ｐｂ 溶解于玻璃料中 ，对形成欧姆接触起到２ 结果及分析对电池栅指电极和主栅线断面进行 ＳＥＭ 分析 ， 其结果 如图 １ 所示 。对 Ａｇ２Ｓｉ 界面不同位置进行 ＥＤＳ 分析 ，其各元 素含量在表 １ 中汇总 。 表 １ ＥＤＳ 分析图 １ 中各点成分含量汇总 图 １ （ ａ） 点２ 点３Ｔａｂｌｅ １ ＥＤＳ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔ ｓ ｏｆ ｔ ｈｅ ｐｏｉｎｔ ｓ ｉｎ Ｆｉｇ． １成分Ｓｉ％ （ 原子分数） Ａｇ Ｐｂ点１点４图 １ （ ｂ） 点１１２． ７１ ５２． ５６ ０． ７９ ３３． ９４４２． ２９ １０． ５９ ２． ３０ ４４． ８２５０． ８３ ０． ５２ ０７． ８５ ０２３． ５８ ７． ９６ ０． ６９４２． ３３ ４９． ８２其它４８． ６５６７． ７７“其它” 注： 表示测试过程中出现的 Ｃ 、 等成分 Ｏ２． １ 烧结工艺段 。烧结炉低温温度一般在 ４００ ℃ 以内 ， 中温温度为 ３００ ～ ７００ ℃，高温温度为 ７００～９００ ℃。在低温阶段 ，浆料中的有机 溶剂和有机粘合剂被蒸发或被燃烧； 在中温阶段 ， 玻璃料开 始熔化 ，Ａｇ 颗粒开始聚合 ； 在高温阶段 ，Ａｇ 、 及玻璃料成分 Ｓｉ 发生反应 ， 形成 Ａｇ２Ｓｉ 接触 ； 冷却时 ， Ａｇ 粒子在硅片表面结 晶生长。高温驱动表面 Ｈ 原子向硅片内部扩散 。实际在硅 片上发生的反应温度远低于烧结炉设定的温度 ， Ｋｙｕｎｇｈａｅ ［５］ Ｋｉｍ 等 研究发现 ，Ａｇ 与 Ｓｉ 的实际最佳反应温度为 ６０５ ℃， 远低于 Ａｇ２Ｓｉ 共晶点的温度 ８３５ ℃， 这可能是由于反应体系 中含有多相成分 （ Ａｇ 、 、 、 等） 而使合金熔点降低 。因此 Ｓｉ Ｐｂ Ｂｉ ＋ 需要综合考虑 ｎ层的扩散浓度 、 浆料成分 、 减反射膜厚度等 诸多因素来设定烧结炉各温区实际的温度 。 腐蚀穿透 ＳｉＮ ｘ 膜 ， 使 Ａｇ 颗粒能够与硅发射区发生电学接 触［ ６ ］ 。在蒸发和燃烧完有机溶剂物质之后 ， 玻璃料开始熔 化、 液化和润湿 ＳｉＮ ｘ 表面 ，继而溶解 Ａｇ 颗粒和腐蚀掉 ＳｉＮ ｘ 层 。玻璃料腐蚀 ＳｉＮ ｘ 层过程发生的氧化还原反应为［ ７ ］ ： ｘ Ｓｉ ＋ ２ＭＯ ｘ ，ｇｌａｓｓ ｘ ＳｉＯ２ ＋ ２Ｍ 式中 ：Ｍ 为玻璃料中的金属元素 ，主要是 Ｐｂ 。（ １）２． ２ ２Ｓｉ 接触的形成机理 Ａｇ图１ 电池栅指电极（ ａ） 和主栅电极（ ｂ） 剖面的 ＳＥＭ 图像 Ｆｉｇ． １ ＳＥＭ ｃｒｏｓｓ２ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｍａｇｅ ｏｆ Ａｇ ｇｒｉｄｌｉｎｅ（ ａ） ａｎｄＡｇ ｂｕｓｂａｒ（ ｂ）标准烧结工艺需要经过低温 、 中温 、 高温 、 冷却 ４ 个阶玻璃料在 Ａｇ２Ｓｉ 接触形成过程中发挥了关键的作用 ， 它１０ ？材料导报 ： 研究篇 ２００９ 年 ７ 月 （ 下） 第 ２３ 卷第 ７ 期一定的作用［ １６ ］ 。但在 Ａｇ 的结晶生长区域应该还有 Ｐｂ 粒子 的结晶生长 ，如图 １ （ ｂ ） 中点 １ 所示 。Ｐｂ 的沉淀机理并不清 楚 ，目前还没有相关报道 。ｐａｇｅ ３２． ３ 电流传输机制目前 ，对丝网印刷 Ａｇ 电极的电流传输机制还没有得到 很好的解释 ，在界面处存在多种接触形式 （ 如上面所分析的 ４ 种接触形式 ） 。早期研究者［ １７ ］ 认为电流传输是经过直接的 Ａｇ２Ｓｉ 接触而发生的 ， 但是通过分析烧结过程中玻璃料的流 动性及其溶解 Ａｇ 在玻璃料中析出的结晶认为 ， 玻璃料应该 存在于任何的 Ａｇ２Ｓｉ 接触之间 ， 因此不存在直接的 Ａｇ２Ｓｉ 接 触 。玻璃料一般被认为是 绝 缘 体 ， 其 电 阻率 高 达 １０９Ω ？ ｃｍ［ １２ ］ 。由于玻璃料中溶解了 Ａｇ 粒子 ，目前普遍认同通过隧 道效应来传输电流［ ６ ，１２ ，１８ ］ 。 Ｃｈｉｎｇ２ Ｈｉｓ Ｌｉｎ 等［ １５ ］ 认为起决定作用的是通过 Ａｇ 晶粒２ 薄玻璃料层２Ｓｉ 界面的电流传输 。由于此种接触形式的玻璃 料层非常薄 （ 小于 ５ｎｍ ） ， 不足以成为电流传输的阻挡层 ， 电 子可由隧道效应通过。考虑第一种接触形式 ， 由于 ｎ ＋ 发射 区层 、 晶粒 、 颗粒之间都是相隔薄的玻璃料层可认为 Ａｇ Ａｇ 电流是通过两步隧道效应传输的 。而对于第二 、 三种接触形 式 ，厚的玻璃料中溶解的金属粒子为电流的传输起中介作 用 ，多步隧道效应通过金属粒子到达 Ａｇ 颗粒层实现电流传 输 。玻璃料层的厚度直接影响着太阳电池串联电阻的大 小［ １９ ］ ， 厚的玻璃料层导致高的接触电阻 ， 阻碍电流的传输 。 电流传输的机制见图 ３ 。Ｆｉｇ． ３ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ［ １５ ］有研究 认为还存在一部分热激发电子的电流传输机 制 。当隧道电流占主导地位时 ， 接触电阻可以很小 ， 可以用图 ２ ２Ｓｉ 界面的接触形式 Ａｇ Ｆｉｇ． ２ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ Ａｇ２Ｓｉ ｃｏｎｔａｃｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 图 ３ ２Ｓｉ 界面电流传输的机制 Ａｇｔｈｒｏｕｇｈ Ａｇ２Ｓｉ ｃｏｎｔａｃｔ作欧姆接触［ ２０ ］ 。哪种传输方式占主导地位应视烧结工艺而 定 ，不同的烧结工艺对形成不同的 Ａｇ２Ｓｉ 接触界面形式有很 大的影响 。一般来说 ， 高温 （ 不过烧） 情况下 ， 两步隧道效应 占多数 ，接触电阻低 ； 温度稍低情况下 ， 多步隧道效应占多 数 ，接触电阻会稍高些 。３ 结论本实验分析了丝网印刷 Ａｇ 电极烧结工艺下 Ａｇ２Ｓｉ 接触 的形成机理 。玻璃料在电极形成过程中发挥了关键作用 。 大量的 Ａｇ 粒子溶解于玻璃料之中 ， 冷却过程中 ， 过饱和的 Ａｇ 粒子析出并结晶生长 ， 在 Ｓｉ 表面形成倒金字塔状的 Ａｇ 晶粒 。该 Ａｇ 晶粒可进入 Ｓｉ 发射极达 １３０ｎｍ 。至少存在 ４ 种硅２电极接触形式 。电流的传输机制普遍被认为是以隧道 效应方式传输 。根据 Ａｇ 颗粒 、 晶粒 、 三者之间玻璃料 Ａｇ Ｓｉ 厚度的不同 ，电流传输方式又分为两步隧道效应方式和多步 隧道效应方式 。参考文献１ Ｒａｌｐ ｈ Ｅ Ｌ ． Ｒｅｃｅｎｔ ａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔ ｓ ｉｎ ｌｏｗ ｃｏ ｓｔ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ ｐ ｒｏ２ ｃｅｓｓｉｎｇ ［ Ｃ ］／ ／ Ｉｎ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔ ｈｅ １１ ｔｈ ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔ ｓ Ｃｏ ｎｆｅｒｅｎｃｅ． Ｓｃｏｔｔ ｓｄａｌｅ Ａｒｉｚ ，１９７５ ：３１５ ２ Ｄｉｒｋ２ Ｈｏｌｇｅｒ Ｎｅｕｈａｕｓ ， Ａｄｏｌｆ Ｍｕｎｚｅｒ． Ｉｎｄｕｓｔ ｒｉａｌ ｓｉｌｉｃｏｎ ｗａ２ ３ Ａｎｔｏｎｉｏ Ｌ ｕｑｕｅ ， Ｓｔｅｖｅｎ Ｈｅｇｅｄｕｓ． Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ ｐ ｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ［ Ｍ ］ ． Ｌｏｎｄｏｎ ：Ｊｏ ｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆ Ｓｏ ｎｓ ， Ｌ ｔｄ ，２００３ ：２７６ ４ Ｓｏｐｏｒｉ Ｂ ， Ｍｅｈｔａ Ｖ ， Ｒｕｐ ｎｏｗｓｋｉ Ｐ ， ｅｔ ａｌ． Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｆ ｕｎｄａ２ ５ Ｋｙｕｎｇｈａｅ Ｋｉｍ ， Ｓｕｒｅｓｈ Ｋｕｍａｒ Ｄｈｕｎｇｅｌ ， ｅｔ ａｌ． Ａ ｎｏｖｅｌ ａｐ ２ ６ Ｇｕｎｎａｒ Ｓｃｈｕｂｅｒｔ ， Ｆｒａｎｋ Ｈｕｓｔｅｒ ， Ｐｅｔｅｒ Ｆａｔ ｈ． Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｕｎ２ ｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｐ ｒｉｎｔｅｄ ｔ ｈｉｃｋ ｆｉｌｍ ｆ ｒｏｎｔ ｃｏｎｔａｃｔ ｓ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｍｅｎｔ ｓ［Ｊ ］． Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｔｅｒ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ ，２００６ ，９０ ：３３９９ ７ Ｙｏｕｎｇ Ｒ Ｊ Ｓ ， Ａｌａｎ ＦＣａｒｒｏｌｌ． Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ｆ ｒｏｎｔ２ｓｉｄｅ ｔ ｈｉｃｋ ｆｉｌｍ ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｓｉｌｉｃｏ ｎ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ［ Ｃ ］／ ／ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ １７３１ ｔ ｈｅ １６ ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ， ２０００ ： ｔ ｈｉｃｋ ｆｉｌｍ ｆ ｒｏｎｔ ｃｏｎｔａｃｔ ｓ ｏｎ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｓｉｌｉｃｏｎ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ［ Ｃ ］ ８ Ｓｃｈｕｂｅｒｔ Ｇ ， Ｆｉｓｃｈｅｒ Ｂ ， Ｆａｔ ｈ Ｐ． Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｎａｔ ｕｒｅ ｏｆ Ａｇ ２００２ ：３４３ ９ Ｓｈａｉｋｈ Ａ ， Ｓｒｉｄｈａｒａｎ Ｓ ， Ｐｈａｍ Ｔ ， ｅｔ ａｌ． Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ａ ｆ ｒｏｎｔ ｃｏｎｔａｃｔ ｉｎｋ ｆｏ ｒ ＳｉＮ ｘ ｃｏａｔｅｄ ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｉ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ ｐａｇｅ ４ｓｉｏ ｎ ，２００３ ：１５００ Ｓｉ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ２ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｍｏｄｅｌｓ ａｎｄ ｒｅｃｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐ ２ ｐ ｒｏａｃｈ ｆｏｒ ｃｏ２ｆｉｒｉｎｇ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ Ｒ ＴＰ ｆｏ ｒ ｔ ｈｅ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｒｇｅ ａｒｅａ ｍｃ２Ｓｉ ｓｏａｌｒ ｃｅｌｌ ［Ｊ ］ ． Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ ， ２００６ ， ５１１２５１２ ：２２８ ｍｅｎｔａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｉｎ ａ ｆｉｒｅ２ｔｈｒｏ ｕｇｈ ｃｏｎｔａｃｔ ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏ ｎｆｅｒｅｎｃｅ ，２００７ ：８４１ Ｓｉ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ ［ Ｃ ］ ∥ ｎｄ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ ２２ ｆｅｒ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ［Ｊ ］ ． Ａｄｖ Ｏｐｔｏ２ Ｅｌｅｃｔ ｒｏｎｉｃｓ ，２００７ ，２００７ ：１５∥ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔ ｈｅ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ ｉｎ Ｅｕｒｏｐｅ Ｃｏ ｎｆｅｒｅｎｃｅ ，［ Ｃ ］／ ／ ３ ｒｄ Ｗｏ ｒｌｄ Ｃｏ ｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏ ｎ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏ ｎｖｅｒ２晶体硅太阳电池前电极形成机理分析／ 李军勇等１０ Ｒｏｌｌｅｒｔ Ｆ ， Ｓｔｏｌｗｉｊｋ Ｎ Ａ ， Ｍｅｈｒｅｒ Ｈ． Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ ， ｄｉｆｆ ｕｓｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ ｐ ｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｉｌｖｅｒ ｉｎ ｓｉｌｉｃｏ ｎ［Ｊ ］． Ｊ Ｐｈｙｓ Ｄ ： Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ ， １９８７ ，２０ ： １１４８ １１ Ｍｏ ｈａｍｅｄ Ｍ Ｈｉｌａｌｉ ， Ｂｏｂｂｙ Ｔｏ ， Ａｊｅｅｔ Ｒｏ ｈａｔｇｉ． Ａ ｒｅｖｉｅｗ ａｎｄ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｓｃｒｅｅｎ２ｐ ｒｉｎｔｅｄ ｃｏ ｎｔａｃｔ ｓ ａｎｄ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ２ ｅｍｉｔｔｅｒ ｆｏｒｍａｔｉｏ ｎ ［ Ｃ ］ ∥１４ ｔｈ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏ ｎ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｏｌａｒ Ｌａｂ） ． Ｗｉｎｔｅｒ Ｐａｒｋ， Ｃｏｌｏ ｒａｄｏ ， ２００４ ：８ Ｃｅｌｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ （ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ Ｅｎｅｒｇｙ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ［Ｊ ］ ． Ｍｉｃｏｒｓｃｏｐｙ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏａｎａｌｙｓｉｓ ，２００５ ，１１ ：２０７８ ｓｔ ｒｕｃｔ ｕｒｅｓ［ Ｃ ］ ∥Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔ ｈｅ ２９ ｔｈ ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔ ｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ． Ｌ ． Ａ ：Ｎｅｗ Ｏｒｌｅａｎｓ ，２００２ ：３６０１１ ？ｖｅｓｔｉｇａｔｉｏ ｎ ｏｆ Ａｇ２ｂｕｌｋ／ ｇｌａｓｓｙ２ｐ ｈａｓｅ／ Ｓｉ ｈｅｔｅｒｏ ｓｔ ｒｕｃｔ ｕｒｅｓ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｔｅｒ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ ，２００８ ，９２ ：１０１１ ｔａｃｔ ｓ ｆｏ ｒｍａｔｉｏｎ ｏｎ ｍｕｌｔｉｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｓｉｌｉｃｏｎ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ ［ Ｊ ］ ． Ｍａｔｅｒ Ｓｃｉ Ｅｎｇ Ｂ ，２００３ ，１０２ ：５８ １２８９ｐ ｒｉｎｔｅｄ Ａｇ ｃｏｎｔａｃｔ ｓ ｏ ｎ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｉ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ ［ Ｊ ］ ． Ｓｏｌａｒ １６Ｔｈｕｉｌｌｉｅｒ Ｂ ， Ｂｏｙｅａｕｘ Ｊ Ｐ ， Ｋａｍｉｎｓｋｉ Ａ ， ｅｔ ａｌ． Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏ ｓｃｏｐｙ ａｎｄ ＥＤＳ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｃｒｅｅｎ２ｐ ｒｉｎｔｅｄ ｃｏｎ２ ｓｉｓ ｏｆ ｓｉｌｖｅｒ ｔ ｈｉｃｋ２ｆｉｌｍ ｃｏｎｔａｃｔ ｆｏｒｍａｔｉｏ ｎ ｏｎ ｉｎｄｕｓｔ ｒｉａｌ ｓｉｌｉｃｏｎ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ ［ Ｃ ］ ∥Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔ ｓ Ｃｏ ｎｆｅｒｅｎｃｅ ， ２００５ ： ｃｏｎｔａｃｔ ｉｎ ａ ｓｉｌｉｃｏｎ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ ［ Ｃ ］∥Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ｔ ｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＰＶＳＥＣ２１４． Ｔｈａｉｌａｎｄ ：Ｂａｎｇｋｏｋ ，２００４ ：４４３《材料导报》 创刊于 １９８７ 年 ，是中文核心期刊 ，中国科技论文统计源期刊 （科技核心期刊） ， 中国科学引文数据库来源期刊 和 ＣＮ ＫＩ 期刊全文数据库收录期刊。 科学技术的飞速发展使研究成果产出的周期缩短 ，对快速及时发布科学研究新成果的需求也日益增强 。为使科技工作者 及其单位抢先获得科技成果的首发权和知识产权 ，本刊将特设一个新栏目 —— —“研究简报” 。此栏目以创新性和快速发布研究 成果为特色 ，主要征集学术性强 、 具有创新思想的研究报道 ，以促进成果推广和学术交流 。（５） 文稿必须经过导师和课题组的严格讨论和审查 ， 保证文稿的质量和原创性， 投稿作者主要针对博士 、 教授及研究员 。 稿件中需有第一作者简介 、２ｍａｉｌ 、 、 Ｅ 电话 通讯地址等 ，以便联系 。 （ ６） 研究课题必须为国家或省部级基金资助项目 。 （ ７） 来稿一律不退 ，请自留底稿 。目”同时将稿件的电子版发送至 ｍａｔ２ｒｅｖ ＠１６３． ｃｏ ｍ 。 ， （ ２） 投稿一经采用将在 ３ 个月内安排发表 。 （ ３） 如有一稿多投 、 剽窃或抄袭行为者 ，一切后果由作者本人负责 。１２ Ｂａｌｌｉｆ Ｃ ， Ｈｕｌｊｉｃ Ｄ Ｍ ， Ｗｉｌｌｅｋｅ Ｇ ， ｅｔ ａｌ． Ｓｉｌｖｅｒ ｔ ｈｉｃｋ２ｆｉｌｍ Ｌｅｔｔ，２００３ ，８２ （１２） ：１８７８ ｉｚａｔｉｏ ｎ ｏｆ Ａｇ ｐ ｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ ｉｎ ｓｃｒｅｅｎ ｐ ｒｉｎｔｅｄ Ａｇ ｃｏ ｎｔａｃｔ ｓ ｆｏ ｒ Ｓｉ １４ Ｂａｌｌｉｆ Ｃ ， Ｈｕｌｊｉｃ Ｄ Ｍ ， Ｈｅｓｓｌｅｒ２Ｗｙｓｓｅｒ Ａ ， ｅｔ ａｌ． Ｎａｔｕｒｅ ｏｆ ｃｏｎｔａｃｔ ｓ ｏｎ ｈｉｇｈｌｙ ｄｏｐｅｄ ｎ２ｔｙｐｅ ｓｉｌｉｃｏｎ ｅｍｉｔｔｅｒｓ ： Ｓｔ ｒｕｃｔ ｕｒａｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏ ｎ ｅｌｅｃｔ ｒｏｎ ｍｉｃｒｏ ｓｃｏｐｙ ｓｔ ｕｄｙ ｏｆ ｃｒｏ ｓｓ２ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｅｌｅｃｔ ｒｏ ｎｉｃ ｐ ｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔ ｈｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ［ Ｊ ］ ． Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ ｔ ｈｅ Ａｇ２Ｓｉ ｉｎｔｅｒｆａｃｅｉｎ ｓｃｒｅｅｎ２ｐ ｒｉｎｔｅｄ ｃｏ ｎｔａｃｔ ｓ ： Ａ ｄｅｔａｉｌｅｄ１３ Ｊｏｎｅｓ Ｋ Ｍ ， Ｙａｎ Ｙ ， Ａｌ２Ｊ ａｓｓｉｍ Ｍ Ｍ ， ｅｔ ａｌ． Ｔ ＥＭ Ｃｈａｒａｃｔｅｒ２ １５ ＬｉｎＣｈｉｎｇ２ Ｈｉｓ ， Ｔｓａｉ Ｓｏ ｎｇ２ Ｙｅｕ ， Ｈｓｕ Ｓｈｉｈ２Ｐｅｎｇ ， ｅｔ ａｌ． Ｉｎ２ｐａｇｅ ５《材料导报》 研究简报征稿一 投稿要求（ １） 研究简报是学术论文 、 科技报道的一种新形式 ，是对课题研究成果的快速报道 ，具有原创性和较强的学术性 、 创新性 。 （ ２） 报道内容应为研究课题的最新阶段性或部分科研新成果或进展 。 （ ３） 文稿应论点明确 、 论据可靠 、 数据准确 、 逻辑严谨 、 文字通顺 。 （ ４） 文稿格式与研究论文相同 。二 投稿及刊发（ １） 投稿时请邮寄 ２ 份打印稿到重庆市渝北区洪湖西路 １８ 号 《材料导报》编辑部 ， 并请在信封上注明 “特投研究简报栏１７ Ｆｉｒｏｒ Ｋ ， Ｈｏｇａｎ Ｓ Ｊ ， Ｂａｒｒｅｔｔ Ｊ Ｍ ， ｅｔ ａｌ． Ｓｅｒｉｅｓ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｓ２ ｉｎｇｓ ｏｆ ｔ ｈｅ １６ ｔｈ ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔ ｓ Ｃｏ ｎｆｅｒｅｎｃｅ ， １９８２ ：８２４ １８ Ｇｕｎｔ ｈｅｒ Ｇｒｕｐｐ ， Ｄａｎｉｅｌ Ｂｉｒｏ ， Ｇｅｍｏｔ Ｅｍａｎｕｅｌ ， ｅｔ ａｌ． Ａｎａｌｙ２ １９ Ｋｈａｄｉｌｋａｒ Ｃ ， Ｋｉｍ Ｓ ， ｅｔ ａｌ． Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｌｖｅｒ ｆ ｒｏｎｔ ２０ 刘恩科 ，朱秉升 ，罗晋生 ，等 ． 半导体物理学 ［ Ｍ ］ ． 北京 ： 电子 ｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔ ｈ ｔ ｈｉｃｋ２ｆｉｌｍ ｃｏｎｔａｃｔ ｓ ｔｏ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ［ Ｃ ］ ∥Ｐｒｏｃｅｅｄ２工业出版社 ，２００３ ：２３８（ 责任编辑 ） 王 炎《材料导报》 编辑部１ｐａｇｅ ６