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                  太陽能電池片的注意問題

                  太陽電池片采用只需一次燒結的共燒工藝,同時形成上下電極的歐姆接觸。銀漿、銀鋁漿、鋁漿印刷過的硅片,經過烘干使有機溶劑完全揮發,膜層收縮成為固狀物緊密粘附在硅片上,這時可視為金屬電極材料層和硅片接觸在一起。當電極金屬材料和半導體單晶硅加熱達到共晶溫度時,單晶硅原子以一定的比例溶入到熔融的合金電極材料中。單晶硅原子溶入到電極金屬中的整個過程是相當快的,一般只需幾秒鐘時間。溶入的單晶硅原子數目取決于合金溫度和電極材料的體積,燒結合金溫度越高,電極金屬材料體積越大,則溶入的硅原子數目也越多,這時的狀態被稱為晶體電極金屬的合金系統。如果此時溫度降低,系統開始冷卻形成再結晶層,這時原先溶入到電極金屬材料中的硅原子重新以固態形式結晶出來,也就是在金屬和晶體接觸界面上生長出一層外延層。如果外延層內含有足夠量的與原先晶體材料導電類型相同的雜質成份,這就獲得了用合金法工藝形成歐姆接觸;如果在結晶層內含有足夠量的與原先晶體材料導電類型異型的雜質成份,這就獲得了用合金法工藝形成P.N結。

                  一般網帶式燒結爐采用電熱絲作為加熱元件,主要通過熱傳導對工件進行加熱,無法實現急速升溫。只有輻射或微波能夠迅速加熱物體,而輻射加熱具有使用經濟、安全可靠、更換方便等優點。所以太陽電池片燒結爐基本都采用紅外石英燈管作為主要加熱元件。它的設計需注意以下三個問題:

                  1、加熱管的結構形式

                  為實現燒結段的溫度尖峰,需在很短的爐膛空間內布置足夠的加熱功率。有短波孿管和短波單管兩種結構可以選擇,其線性功率密度均達到60kW/m2。雖然短波孿管擁有更高的單根功率(相當于兩根單管并聯),但由于其制造工藝復雜,對石英玻璃管的質量要求更高,制造成本約是單管的2.5倍。因此,在實際使用中,大多采用單管。

                  2、紅外輻射吸收光譜

                  當紅外輻射能量被工件吸收時,該物質所特有的吸收光譜需與發射光譜相匹配,才能在短時間內大效率地吸收輻射能。因此,在燒結的不同階段,所選用的紅外石英燈管也是不同的。在烘干段,要讓有機溶劑和水分迅速揮發,采用中波管輔助熱風加熱是正確的;在預燒段,要讓基片獲得充分均勻的預熱,中波管良好的紅外輻射、均衡的吸收及穿透能力,正好符合要求;在燒結段,必須在極短時間內使基片達到共晶溫度,只有短波管能做到這一點。

                  3、加熱管的固定方式

                  燒結段的溫度峰值在850℃左右,此時燈管的表面溫度將達到1100℃,接近石英管的使用極限,稍微過熱產生氣孔就會立刻燒毀燈管。而在燈管的引出導線部位,由于焊接導線的金屬片和石英玻璃密封在一起,二者熱膨脹系數不一致,如果此處溫度過高就會產生應力裂紋,造成燈管漏氣。因此燈管在爐膛中的安裝固定方式十分重要。圖2為紅外燈管在爐膛中的一種固定方式。這種固定方式要求燈管的冷端距離爐壁至少80mm以上,保證引出導線部位的溫度不會過高;而且爐壁上安裝孔的直徑要比燈管大2~3mm,通過兩側的固定夾具將燈管懸空夾持在爐膛中。



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