激光开槽尺寸对效率的影响

光伏技术2021-10-21 07:44:07 激光开槽尺寸对效率的影响-索比光伏网微信分享

1. 激光开槽作用

 

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激光开槽是利用激光在硅片背面进行打孔或开槽,将部分AL2O3与SiNx薄膜层打穿露出硅基体,背电场通过薄膜上的孔或槽与硅基体实现接触。

2. 皮秒激光VS纳秒激光

 

目前主流的背钝化膜开孔技术为激光开孔技术,激光按脉宽分为皮秒激光和纳秒激光,按波长分绿光(532nm)和红外光(1064nm);

 

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3. 纳秒与皮秒激光与硅片作用示意图

 

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使用纳秒激光对硅片损伤大,但开膜尺寸/均匀性可控,开膜速率相对较快;皮秒激光的开膜尺寸/均匀性同样可控,损伤相对于纳秒激光要小,但是开模速率慢。在电学性能上,皮秒激光开孔略占优势,纳秒激光的热效应要明显高于皮秒激光。由于量产需求,最终选择的是纳秒绿光,波长532nm。相关拓展:纳秒激光的热效应相比皮秒激光要大得多,烧蚀去膜对对硅片的损伤远大于纳秒激光,纳秒激光在太阳电池的应用中,更多的是利用其热效应来做掺杂。

 

4. 激光开槽面积对效率的影响

 

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如激光开孔面积过低,背面铝电池与硅片的接触较差,则光生电流在传输过程中电阻较大,从而产生较大的热损失,导致电流效率降低。如激光开孔面积过大,背面氧化铝的完整性会受到破坏,钝化层无法有效发挥降低表面复合速率的作用,导致电池的效率无法有效提升。

 

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技术要点: 1. 激光损伤对硅衬底、接触性能的负面影响; 2. 激光开膜线宽及线间距与硅衬底电阻率的匹配; 3. 激光开膜图案与铝浆的匹配;

5. 铝浆与激光开孔尺寸匹配性

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合适的激光开槽大小、面积和铝浆相互匹配,使铝浆能和背面完全形成接触,可以避免形成空洞既能保证Rs,又能最大可能保持背面氧化铝的完整性,提高电池片的效率。

 

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技术要点: 1. 铝浆与激光开孔尺寸的匹配性。要求铝浆颗粒的大小在开口处填充效果良好,对介质膜的损伤适中,并且在烧结阶段不存在缝隙。2. 烧结温度对背面钝化膜的影响。低温烧结工艺-较快的升温速率,较慢的降温速率-减少空洞形成。

 

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21 2021/10

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