晶硅电池银浆金属化中玻璃相作用机制研究

技术总结： 丝网印刷银浆金属化制程是晶硅电池制造的核心工序之一，所制成银电极的性能品质在电池功率输出效率、组件可靠性等方面产生决定性影响。其中，作为银浆关键组成的玻璃粉料起着举足轻重的作用，它不仅帮助形成银-硅欧姆接触、为银电极提倛可焊接性能、还会影响到银粉烧结活性等。玻璃粉料的研发和设计进展已成为制约银浆升级换代、乃至电池结构革新的关键因素。因此，深刻理解和认知玻璃相的作用机制变得愈发重要和迫切。本报告内容包括以下几个方面： 1.银胶体在银-硅界面的形成 银-硅界面玻璃相中的银胶体是欧姆接触形成的关键因素。溶解在玻璃熔体中的金属态银在冷却过程中重结晶生长成胶体颗粒，而阳离子态的银不会发生重结晶。调整玻璃相组成可以提高银在玻璃熔体中的溶解度，还可以通过玻璃相的分相反应将银阳离子还原为金属态银，促进银胶体的生成。 2.银-硅界面的缺陷态和固定电荷 银-硅界面载流子的复合与缺陷态和固定电荷有密切关系。通过MOS电容-电压特性测试，研究了缺陷态和固定电荷与玻璃相组成之间的关系。 3.铝的迁移与Ag / p-Si欧姆接触 N型电池正面银铝浆金属化过程中铝发生的反应或行为仍未被探明。通过高分辨扫描电子显微镜和能谱成像技术，观察到铝通过溶入玻璃相被带到硅表面，并发生铝硅互扩散，从而造成硅表面p型重掺杂。 4.银电极的可焊接性能 银电极的焊接性能与金属间化合物Ag3Sn的生长动力学密切相关。玻璃相在焊料与银电极反应中的作用决定了银电极的可焊接性和粘结强度。 5.银粉烧结活性 银粉的烧结活性决定着银电极的电导率。玻璃相对银粉烧结活性的影响来自于玻璃熔融体对银晶粒表面的溶蚀作用，这种作用有利于提高晶粒的生长速度和结构的致密化程度。