A diferencia de muchos otros procesos de producción de células solares, el proceso de sinterización reduce directamente la resistencia de contacto y mejora la estabilidad de contacto de la superficie de la célula por medios físicos.

El principio de la proceso de sinterización de células solares

El principio de funcionamiento y la presión del proceso de sinterización de las células solares provocan una reacción física o química entre el material del electrodo metálico y la superficie de la oblea de silicio para formar aleaciones o compuestos, reduciendo así la resistencia de contacto y aumentando el voltaje y el llenado del circuito abierto. factor de la celda solar. Al mismo tiempo, el proceso de sinterización también puede promover la difusión de los átomos de hidrógeno generados en el proceso de recubrimiento hacia el interior de la batería, lo que tiene un buen efecto de pasivación en la célula solar y mejora la tasa de conversión fotoeléctrica de la célula solar.

El principio del proceso de sinterización se puede dividir en dos tipos: reacciones en fase sólida y reacciones en fase líquida. La reacción en fase sólida se refiere a la reacción directa de dos materiales sólidos a altas temperaturas para formar un producto sólido. La reacción en fase líquida se refiere a la reacción de un material sólido y un material líquido a altas temperaturas para formar un producto sólido o líquido. El proceso y los productos de reacción específicos dependen del material del electrodo y del tipo de oblea.

El proceso de sinterización de células solares es un Proceso complejo que involucra múltiples zonas de temperatura y control de la atmósfera. En general, el proceso de sinterización se puede dividir en cuatro pasos principales.

Secado y descoquización: El objetivo de este paso es secar el oblea de silicio con lodo después de la serigrafía, y descargar la materia orgánica y la materia volátil en el lodo tanto como sea posible para evitar la producción de gases o residuos nocivos en el proceso posterior de alta temperatura. La temperatura de secado y descoquización es generalmente de aproximadamente 200°C, y el tiempo oscila entre unos pocos segundos y decenas de segundos. El efecto del secado y la descoquización afectará directamente a la calidad y eficiencia del proceso de sinterización de las células solares.

Calentamiento y sinterización rápidos: el propósito de este paso es llevar el material del electrodo metálico y la superficie de la oblea de silicio a la temperatura adecuada, de modo que pueda ocurrir la reacción en fase sólida o líquida para formar un buen contacto óhmico. La temperatura de calentamiento rápido y sinterización generalmente está entre 800 °C y 1000 °C, y el tiempo es de unos pocos segundos a decenas de segundos. Es necesario optimizar la temperatura y el tiempo de la sinterización por calentamiento rápido para diferentes materiales de electrodos y estructuras de células solares para lograr los mejores resultados de sinterización.

Enfriamiento: el propósito del enfriamiento es enfriar rápidamente la oblea de silicio sinterizada, evitar que se escapen átomos de hidrógeno excesivos de la oblea de silicio y mantener el efecto de pasivación de la oblea de silicio. El enfriamiento puede ser natural o forzado, y la velocidad de enfriamiento generalmente está entre 100°C/s y 200°C/s. La velocidad y el método de enfriamiento deben seleccionarse de acuerdo con las diferentes estructuras celulares y los requisitos del proceso para evitar el estrés térmico y el choque térmico de las obleas de silicio.

Pasivación: Pasivación de una célula solar. Puede formar una película delgada en su superficie, aumentando así la densidad de carga superficial de la oblea de silicio, reduciendo la tasa de recombinación de la superficie y mejorando la tasa de conversión fotoeléctrica de la oblea de silicio. La pasivación puede ser pasivación química o pasivación física, y los materiales pasivados pueden ser óxidos, nitruros, carburos, etc., y se formarán diferentes materiales de película delgada según los diferentes materiales. Por ejemplo, los materiales de óxido forman películas de óxido de silicio, los materiales de nitruro forman películas de nitruro de silicio, etc.

¿Cómo evaluar el efecto del proceso de sinterización de células solares?

El efecto del proceso de sinterización se refleja principalmente en la resistencia del contacto, la estabilidad del contacto, la fuerza del contacto y la vida útil del contacto de la célula solar. La calidad del proceso de sinterización afecta directamente el nivel y la consistencia de estos aspectos, lo que afecta la capacidad antienvejecimiento y la confiabilidad de las células solares.