晶体硅电池界面复合速率的测试方法技术

本发明专利技术提供了一种晶体硅电池界面复合速率的测试方法，包括选取若干硅片，进行制绒、扩散、清洗与镀膜；在镀膜后的硅片表面印刷浆料、烧结得到若干具有不同图案电极栅线的电池片，进行测试；以

Measurement of interface recombination rate of crystalline silicon cells

【技术实现步骤摘要】
晶体硅电池界面复合速率的测试方法
本专利技术涉及光伏检测
，特别涉及一种晶体硅电池界面复合速率的测试方法。
技术介绍
随着光伏产业的迅速发展，市场对于太阳能电池及组件的性能及转换效率也提出了更高的要求。目前，晶体硅电池仍占据市场重要地位，上述晶体硅电池生产过程中，一般通过丝网印刷、烧结实现硅片表面的金属化。晶体硅电池表面的金属化制程对于该晶体硅电池的性能具有重要影响，此一点很大程度取决于烧结后的电极栅线与硅片界面复合速率Sme-Si的大小。上述界面复合速率Sme-Si与浆料的性能密切相关，可作为评估浆料优劣的重要参数；且准确测试界面复合速率Sme-Si，亦有助于现场工艺的调节优化。当前，晶体硅电池界面复合速率Sme-Si主要通过QSSPC(准稳态光电导)技术测试得到，设备投入成本较高。并且，在对烧结后的电池片进行上述测试前，需要将电池片表面的电极栅线通过无机酸等溶液清洗去除，清洗处理过程复杂，化学药品耗费较多，亦增加废液排放与环境污染。鉴于此，有必要提供一种新的晶体硅电池界面复合速率的测试方法。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种晶体硅电池界面复合速率的测试方法，无需清洗，降低化学品损耗；且通过常规I-V测试设备即能方便得到晶体硅电池界面复合速率。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种晶体硅电池界面复合速率的测试方法，主要包括：选取若干硅片，进行制绒、扩散、清洗与镀膜；在镀膜后的硅片表面印刷浆料、烧结得到若干具有不同图案电极栅线的电池片，并进行测试；引入下列方程式：其中，VOC为电池片测试得到的开路电压，JSC为电池片测试得到的短路电流，J0为反向饱和电流，kB为玻尔兹曼常数，T为温度，q为电子电荷量，ni是硅片本征载流子浓度，Δn为非平衡载流子浓度，NA是硅片体掺杂浓度，f为电极栅线与硅片接触面积占比，Sme-Si为电极栅线与硅片接触位置的复合速率，Sm为硅片表面膜层的复合速率，结合上述方程式，得关系式：建立平面坐标系，坐标轴分别为与f；根据若干所述电池片测试得到的开路电压VOC、短路电流JSC以及相应电池片的电极栅线与硅片接触面积占比f，在前述平面坐标系中标记相应的数据点，并将若干电池片对应的数据点进行线性拟合，其中，斜率k为：求解即可得到Sme-Si。作为本专利技术的进一步改进，忽略所述关系式简化为：作为本专利技术的进一步改进，若干所述硅片规格一致，且制绒、扩散、清洗、镀膜及烧结步骤的工艺也相一致。作为本专利技术的进一步改进，所述电极栅线的宽度介于30～300μm，且相邻所述电极栅线的间距设置为0.3～3mm。作为本专利技术的进一步改进，所述镀膜步骤包括在硅片两侧表面分别制备正表面膜与背表面膜。作为本专利技术的进一步改进，所述测试方法还包括在镀膜后的硅片背面进行激光开槽，得到若干间隔排布且贯穿所述背表面膜的窗口；定位并将既定浆料印刷在硅片背面，再经烧结得到前述电极栅线，所述电极栅线覆盖所述窗口。作为本专利技术的进一步改进，所述窗口的宽度介于30～300μm，且相邻所述窗口的间距设置为0.3～3mm。作为本专利技术的进一步改进，所述激光开槽步骤包括在硅片的背面开设至少三个呈非线性排布的定位点。作为本专利技术的进一步改进，所述背表面膜包括AlOx膜层及层叠设置在所述AlOx膜层背离硅片一侧的SiNx膜层。作为本专利技术的进一步改进，所述测试方法还包括将若干硅片划分为至少三组，且每组硅片数目设置为至少5片；同一组硅片对应的电池片表面的电极栅线相同。本专利技术的有益效果是：采用本专利技术晶体硅电池界面复合速率的测试方法，通过建立以及f为坐标的平面坐标系，根据若干具有不同电极栅线图案的电池片的电性参数、电极栅线与硅片接触面积占比数据，在所述平面坐标系中标记相应的数据点并进行线性拟合，得到斜率k为再求解得到Sme-Si。本专利技术测试方法无需对电池片上的电极栅线进行清洗，降低化学品损耗及废液排放；且通过常规I-V测试设备即可实现，减少设备投入成本，具有较高的应用价值。附图说明图1为本专利技术测试方法的主要流程示意图；图2为本专利技术测试方法一较佳实施例中硅片背面激光开窗示意图；图3为图2中硅片制得的电池片在平面坐标系中线性拟合结果示意图；图4为本专利技术测试方法另一较佳实施例中硅片背面激光开窗示意图；图5为图4中硅片制得的电池片在平面坐标系中线性拟合结果示意图。具体实施方式以下将结合附图所示的实施方式对本专利技术进行详细描述。但该实施方式并不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。参图1所示，本专利技术提供的晶体硅电池界面复合速率的测试方法主要包括：选取若干规格一致的硅片，进行制绒、扩散、清洗与镀膜；在镀膜后的硅片表面印刷浆料、烧结得到若干具有不同图案电极栅线的电池片；引入下列方程式：其中，VOC为电池片测试得到的开路电压，JSC为电池片测试得到的短路电流，J0为反向饱和电流，kB为玻尔兹曼常数，T为温度，q为电子电荷量，此处VT取常数值0.0257V，ni是硅片本征载流子浓度，Δn为非平衡载流子浓度，又称注入量，NA是硅片体掺杂浓度，f为电极栅线与硅片接触面积占比，Sme-Si为电极栅线与硅片接触位置的复合速率，Sm为硅片表面膜层的复合速率，结合上述方程式，得关系式：建立平面坐标系，坐标轴分别为与f；测试得到若干所述电池片的电性参数，包括电池片的开路电压VOC及短路电流JSC，计算得出所述电池片的作为纵坐标y轴，结合相应电池片的电极栅线与硅片接触面积占比f作为横坐标x轴，在前述平面坐标系标记数据点；并在该平面坐标系中对若干电池片对应的数据点进行线性拟合，得到斜率k，k为得到：求解即可得到界面复合速率Sme-Si。此处，硅片表面膜层的复合速率Sm可引用现有的硅片相关数据，而所述硅片表面膜层的复合速率Sm通常远小于界面复合速率Sme-Si。因此可忽略前述关系式简化为：相应地，界面复合速率Sme-Si为：前述制绒是指在硅片表面形成减反射绒面；扩散是指在硅片表面制取相应的PN结；清洗是指对扩散后的硅片进行边缘刻蚀及表面清洗；镀膜是指在硅片受光面制备减反射膜。特别地，就双面电池而言，所述镀膜步骤包括在硅片两侧表面分别制备正表面膜与背表面膜。此处，制绒、扩散、清洗及镀膜步骤均采用业内现有工艺，且上述制绒、扩散、清洗及镀膜步骤的工艺相一致。在硅片表面印刷、烧结得到的电极栅线的宽度介于30～300μm，且相邻所述电极栅线的间距优选设置为0.3～3mm。此处，电极栅线是指用以收集硅片表面电流的副栅线。为提高测试准确性，所述测试方法还包括将若干硅片划分为至少三组，且每组硅片数目设置为至少5片。上述硅片制得电池片的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶体硅电池界面复合速率的测试方法，其特征在于：/n选取若干硅片，进行制绒、扩散、清洗与镀膜；/n在镀膜后的硅片表面印刷浆料、烧结得到若干具有不同图案电极栅线的电池片，并进行测试；/n引入下列方程式：/n

【技术特征摘要】
1.一种晶体硅电池界面复合速率的测试方法，其特征在于：
选取若干硅片，进行制绒、扩散、清洗与镀膜；
在镀膜后的硅片表面印刷浆料、烧结得到若干具有不同图案电极栅线的电池片，并进行测试；
引入下列方程式：






其中，VOC为电池片测试得到的开路电压，JSC为电池片测试得到的短路电流，J0为反向饱和电流，kB为玻尔兹曼常数，T为温度，q为电子电荷量，ni是硅片本征载流子浓度，Δn为非平衡载流子浓度，NA是硅片体掺杂浓度，f为电极栅线与硅片接触面积占比，Sme-Si为电极栅线与硅片接触位置的复合速率，Sm为硅片表面膜层的复合速率，结合上述方程式，得关系式：



建立平面坐标系，坐标轴分别为与f；
根据若干所述电池片测试得到的开路电压VOC、短路电流JSC以及相应电池片的电极栅线与硅片接触面积占比f，在前述平面坐标系中标记相应的数据点，并将若干电池片对应的数据点进行线性拟合，其中，斜率k为：



求解即可得到Sme-Si。


2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：忽略所述关系式简化为：





3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：若干所述硅片规格一致，且制绒、扩散、清洗、镀膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：李硕，陈瑶，
申请(专利权)人：苏州阿特斯阳光电力科技有限公司，盐城阿特斯协鑫阳光电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32