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主题:【原创】 真正光伏业内人说光伏 (1) -- phjhuan

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家园 【原创】光伏 (9) ——正面电极,银浆

应thait网友要求,写下正面电极。

更详细情况可见: http://www.chinasolarpv.com/article/html/article_184.html

一般P型太阳电池是通过正面电极和背电极输出电能的, 正面电极一般是用银浆印刷而成的。

如下图,可见很多根细白线(细栅,finger)和两根粗白线(busbar,主栅),这是用丝网印刷上银浆后再烧结而成的。

电池做好后,在busbar上面焊上条金属带,把一片片电池给串联起来。

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丝网印刷说白了就是一张很多小孔的网(不由联想到了丝袜...),有些地方的孔被盖上,有些地方空着;铺在半成品电池上面刮浆料,孔没给盖上的地方就漏下银浆了,于是就形成了图案。

不要小看这个印刷机,如前文,全自动的机器还没国产化。

国内用的最多的是Baccini,意大利的厂,被应用材料给收购了。

显然,这些栅线不能太粗,粗了把光都给挡住了,硅吸不到光。但细了后电阻肯定就大了(可以认为这个和干电池的内阻相当),所以要求这个银浆必须烧结后本身电阻低。银本身电阻率很低,但是银浆里头的银含量不多,必须有其他添加物在,所以银浆烧结后电阻率比纯银高了不少。

这是第一个难点。

第二个难点是接触电阻小。银浆是烧结在硅上,必须让他们是欧姆(Ohm)接触,这样才能接触电阻小。直接让纯银和硅接触会产生肖特基(Schottky)势垒,接触电阻大(这个自己wiki或百度百科或看半导体物理—金属半导体接触去)。所以银浆里头必须带些磷一类的辅助物质,以减小银和硅的接触电阻。

但问题是,银高温下在硅里头扩散比其他辅助物质快的多。而银如果真扩散到硅里头了,是很要命的(少数载流子杀手)。所以必须控制烧结温度与时间,这种情况下辅助物质发挥的作用就大打折扣了。

第三,银浆必须有合适的粘度。太干,像面团一样这种极端情况,没法通过丝网的小孔,都堵上了。太稀了,一滩水,印到电池片上就会铺展开,这样就遮住光了。

现在电池工艺,都是硅片上上面渡上层氮化硅膜后再印刷电极的,这样就要求银浆烧结时必须烧穿这层氮化硅,这靠浆料里头的铅玻璃可以实现。但也不能穿的太过分,连硅表面的PN结都给穿了。

所以,第四,浆料必须有合适的穿透性。

——正面银浆里头含铅很多的,故一般电池绝对不可能通过ROHS。国内厂房通风系统又常不好,所以印刷烧结工段铅污染肯定重。

现在用的比较多的正面银浆有杜邦,heraeus,FERRO。

国内做其他用途的电子浆料的厂很多,但这个还是没突破。国内一些从没做过电子浆料的厂也看中了这个市场,试图做,他们可能是低估了这个的难度。

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前面都是说的一般的电池,下面说说不一般的电池。

【Saturn】土星

BP的商品名,就是激光刻槽埋栅(LGBC)。UNSW的技术,然后卖给了BP。激光在硅上面开个槽,电极就用电镀在槽里(省略若干步骤)。

这个技术太繁琐,成本太高,独此一家。

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【PLUTO】冥王星

这个名字不知道到底是缩写(某君言),还是参照土星取的,以显示更高一筹,是天外科技。

尚德的,考虑到施正荣的渊源,技术应该和UNSW有关。这个尚德吹的很厉害,但是具体情况又不说。怀疑性能并没有吹的那么牛,所以才遮遮掩掩。

不管性能怎么样,反正宣传的效果达到了。

从其他侧面的信息来看,个人猜测也是激光加电镀,不过制造成本应该比较低。

【A-300】

SunPower的背接触电池,真正的高技术,用昂贵的半导体工艺来做电池。就是正面没电极了,都在背面,这样就没有了栅线正面遮光的问题了。

技术前身是来自斯坦福吧,本来是用光刻的,效率是商业电池中最高的。后来换了低成本的工艺,但价格还是很高。

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看,表面全黑。我见过封装好的组件,看起来比一般电池确实颜色深些。

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刚才在找图片的时候,看到了这个 外链出处

创新点

尚德的冥王星技术成功打破了行业的天花板。新产品将单晶硅转化效率提高到了18.8%,多晶硅17.2%。冥王星电池组件比传统技术能够多输出约12%的电量。

创新价值

冥王星多晶硅的转化率已经达到了世界第一,单晶硅转化率排名世界第二。在上海世博会光伏供应商的招标中,尚德因为突出的性价比优势而最终胜出。

冥王星的竞争力将帮助尚德进一步巩固全球排名前三的市场地位,在尚德的带头示范作用下,目前2008年大陆光伏电池产量占全球总量30%,尚德占其中的30%,中国光伏产业连续两年成为世界第一。

……我真是服了这些嘴巴,是怎么算的第一第二第三啊,前面的三洋,三菱,sunpower到哪里去了?

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