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1、 本科生毕业论文题 目太阳能电池正银浆中的有机载体对厚膜性能的影响 学生姓名 指导老师 教授 学 院 班级学号 完成时间 2010年6月 中南大学本科毕业论文 目录 目录摘要iABSTRACTii第1章 综述11.1引言11.2太阳能电池的结构和工作原理11.2.1 太阳能电池概述11.2.2 太阳能电池的结构及原理21.2.3太阳能电池的生产工序及原理21.3 浆料在太阳能电池中的作用以及对电池性能的影响41.3.1 浆料的概述41.3.2 浆料对电池性能的影响61.4 浆料的导电机理101.4.1 导电通道学说101.4.2 隧道效应学说101.5导电浆料主要性能参数111.6浆料的研发状
2、况131.6.1国内外的技术差异131.6.2电子浆料产品的发展趋势141.6.3国内产业发展机遇与挑战161.7选题的意义及应用前景17第2章 实验部分192.1试剂192.1.1有机载体用试剂192.1.2银粉192.1.3玻璃粉192.1.4添加剂202.2 仪器202.3实验过程202.3.1有机载体制备202.3.2浆料的制备222.3.3丝网印刷242.3.4浆料的烘干与烧结242.4性能检测252.4.1粘度测试252.4.2形貌观察252.4.3导电性能测试26第3章 结果与讨论273.1有机载体各组分简析273.2有机载体对浆料印刷性的影响283.2.1粘度分析283.2.2
3、表面形貌分析283.2.3 增稠剂对厚膜电子浆料印刷性的影响293.2.4 表面活性剂对厚膜电子浆料印刷性的影响303.2.5 触变剂对厚膜电子浆料印刷性的影响303.3有机载体对硅太阳能电池电性能的影响313.3.1 增稠剂对电池电性能的影响323.3.2 表面活性剂对电池电性能的影响323.3.3 触变剂对电池电性能的影响33结论34结束语35参考文献36附录3934中南大学本科毕业论文 摘要 摘要本文研究了银浆中的有机载体对厚膜性能的影响。通过改变银浆中有机载体的各组分的含量，得到性能不同的银浆，并把银浆印刷到硅基板上得到不同的太阳能电池。实验中测量了银浆的粘度，观察了太阳能电池片的表面
4、形貌，同时测量了它们的典型光电参数 ，结果显示，有机载体对厚膜的印刷性和太阳能电池电性能有重要的影响。实验结果表明当有机载体中含增稠剂T1质量分数为4 %，表面活性剂SU1质量分数为9 %，触变剂TH1质量分数为5 %时，银浆的黏度适中,稳定性分散性良好，流平性触变性俱佳，能使所印刷制得的电池片光滑平整，电极栅线边缘整齐,银浆的印刷性能和所印制电池的电性能优良，电池具有较高的填充因子(FF)和转换效率(Eff)。因此在制备有机载体时需要加入适量的增稠剂，表面活性剂，触变剂，以改善银浆料的印刷性和太阳能电池的电性能。关键词：有机载体；多晶硅太阳能电池；印刷性；电性能中南大学本科毕业论文 ABST
5、RACTABSTRACTIn this paper, we will aim at investigating the effect of organic vehicle on printability of thick film and electrical performance of crystalline silicon solar cells. By changing the various components content of organic vehicle in the silver paste, we can obtain different silver paste a
6、nd silver paste is printed into the silicon substrate forming different solar cells. The results show that effect of formulation of organic vehicle in conductive silver paste on printability of thick film. Experiment measures the paste viscosity and observed the surface morphology of solar cells, an
7、d measures their typical optical parameters. Results show that the organic carrier has important effect on printing of the thick film and electrical properties of solar cells. The results show that when the organic carrier containing 4% thickener T1, 9% surfactant SU1, 5% thixotropic agent TH1, the
8、silver paste has moderate viscosity, stability, good dispersion, thixotropy, and obtained cells is smooth, tidy, which has excellent printing and electrical performance such as high fill factor (FF) and conversion efficiency (Eff). Therefore, the organic carrier, with an appropriate amount of thicke
9、ner, surfactants, thixotropic agents, has excellent printing of silver paste and the electrical properties of solar cells. Key words: organic vehicle; polycrystalline silicon solar cells; printability; electrical properties中南大学本科毕业论文 第一章 综述第1章 综述1.1引言 随着全球能源的日趋紧张,太阳能以无污染、市场空间大等独有的优势受到了世界各国的广泛重视，国际上众
10、多大公司投入太阳能电池研发和生产行业。从太阳能获得电力，需通过太阳能电池进行光电变换来实现，硅太阳能电池是一种有效地吸收太阳能辐射并使之转化为电的半导体电子器件，现已广泛应用于各种照明及发电系统中。晶体硅太阳能电池是目前市场上的主导产品，它的光电转换效率较高1。太阳能电池的基本结构由p型基板，n型层，减反射膜（TiO2，SiO2或Si3N4），正面银电极，铝背场电极和背面银电极组成。而正面银电极就是用银导体浆料通过丝网印刷在减反射膜上，经过烧结形成电极。电极的性能能够极大地影响太阳能电池的电性能，如开路电压、短路电流、并联电阻、串联电阻、转换效率等技术指标2-3，因此必须开发出高性能的导体浆料
11、以满足太阳能电池的发展要求。1.2太阳能电池的结构和工作原理1.2.1 太阳能电池概述随着社会的发展，绿色能源开始成为大家关注的对象，太阳能便是其中之一，而太阳能电池正是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，所以它的应用越来越广泛。自从1893年贝克勒尔首先报道了光伏效应后，人们便开始利用各种材料来研制太阳能电池。但是直到1954年硅材料太阳能电池的出现才标志着太阳能电池的研制工作取得巨大的进展。到60年代初，空间应用的太阳能电池设计已经比较成熟。此时太阳能电池主要用于空间。70年代初，随着硅电池能量转换效率的明显提高，人们对太阳能电池的地面效应又产生了兴趣。随后地面应用的太阳
12、能电池数量开始超过了空间应用的数量，太阳能电池的成本也随着生产量的增加而明显下降。从80年代至今，太阳能电池的商业应用越来越大4。1.2.2 太阳能电池的结构及原理太阳能电池原理主要是以半导体材料硅为基体，利用扩散工艺在硅晶体中掺入杂质: 当掺入硼、磷等杂质时，硅晶体中就会存在着一个空穴，形成n型半导体；同样，掺入磷原子以后，硅晶体中就会有一个电子，形成p型半导体，p型半导体与n型半导体结合在一起形成pn结, 当太阳光照射硅晶体后，pn结中n型半导体的空穴往p型区移动，而p型区中的电子往n型区移动，从而形成从n型区到p 型区的电流,在pn 结中形成电势差，这就形成了电源5，见图1-1。图1-1
13、 太阳能电池原理示意图1.2.3太阳能电池的生产工序及原理图1-2 为硅太阳能电池生产的主要工序，从中可以看出丝网印刷是生产太阳能电池的重要工序，其印刷质量（厚度，宽度，膜厚一致性）影响电池片的技术指标。图1-2 太阳能电池生产主要工序在硅太阳能电池生产工艺中，背电极制作是非常重要的工序。背电极金属银浆经由丝网印刷并经隧道炉快速热处理后，可以在太阳能电池硅片的背阳面形成银背场，提高开路电压(Voc)。同时，烧结过程中形成的硅一银合金可以消除硅片与电极之间的肖特基势垒，实现良好的欧姆接触，从而提高太阳能电池的转换效率。同时电子浆料是制备厚膜电路或电子元件功能电极的材料，它通过将功能粉末在有机粘合剂中分散制成浆体，在非导电基板上或半导体基板上印刷形成导电性、电阻体、绝缘膜及电容体等，因此电子浆料是发展电子元器件的基础材料，也是制作厚膜精密混合集成电
