太陽電池片的設(shè)計注意事項

太陽能電池片采用只需一次燒結(jié)的共燒工藝，同時形成上下電極的歐姆接觸。銀漿、銀鋁漿、鋁漿印刷過的硅片，經(jīng)過烘干使有機溶劑完全揮發(fā)，膜層收縮成為固狀物緊密粘附在硅片上，這時可視為金屬電極材料層和硅片接觸在一起。當(dāng)電極金屬材料和半導(dǎo)體單晶硅加熱達到共晶溫度時，單晶硅原子以一定的比例溶入到熔融的合金電極材料中。

單晶硅原子溶入到電極金屬中的整個過程是相當(dāng)快的，一般只需幾秒鐘時間。溶入的單晶硅原子數(shù)目取決于合金溫度和電極材料的體積，燒結(jié)合金溫度越高，電極金屬材料體積越大，則溶入的硅原子數(shù)目也越多，這時的狀態(tài)被稱為晶體電極金屬的合金系統(tǒng)。

如果此時溫度降低，系統(tǒng)開始冷卻形成再結(jié)晶層，這時原先溶入到電極金屬材料中的硅原子重新以固態(tài)形式結(jié)晶出來，也就是在金屬和晶體接觸界面上生長出一層外延層。

如果外延層內(nèi)含有足夠量的與原先晶體材料導(dǎo)電類型相同的雜質(zhì)成份，這就獲得了用合金法工藝形成歐姆接觸;如果在結(jié)晶層內(nèi)含有足夠量的與原先晶體材料導(dǎo)電類型異型的雜質(zhì)成份，這就獲得了用合金法工藝形成P.N結(jié)。

一般網(wǎng)帶式燒結(jié)爐采用電熱絲作為加熱元件，主要通過熱傳導(dǎo)對工件進行加熱，無法實現(xiàn)急速升溫。只有輻射或微波能夠迅速加熱物體，而輻射加熱具有使用經(jīng)濟、安全可靠、更換方便等優(yōu)點。所以太陽電池片燒結(jié)爐基本都采用紅外石英燈管作為主要加熱元件。太陽電池片的設(shè)計需注意以下三個問題：

1、加熱管的結(jié)構(gòu)形式

為實現(xiàn)燒結(jié)段的溫度尖峰，需在很短的爐膛空間內(nèi)布置足夠的加熱功率。有短波孿管和短波單管兩種結(jié)構(gòu)可以選擇，其線性功率密度均達到60kW/m2。雖然短波孿管擁有更高的單根功率（相當(dāng)于兩根單管并聯(lián)），但由于其制造工藝復(fù)雜，對石英玻璃管的質(zhì)量要求更高，制造成本約是單管的2.5倍。因此，在實際使用中，大多采用單管。

2、紅外輻射吸收光譜

當(dāng)紅外輻射能量被工件吸收時，該物質(zhì)所特有的吸收光譜需與發(fā)射光譜相匹配，才能在最短時間內(nèi)最大效率地吸收輻射能。因此，在燒結(jié)的不同階段，所選用的紅外石英燈管也是不同的。在烘干段，要讓有機溶劑和水分迅速揮發(fā)，采用中波管輔助熱風(fēng)加熱是正確的;在預(yù)燒段，要讓基片獲得充分均勻的預(yù)熱，中波管良好的紅外輻射、均衡的吸收及穿透能力，正好符合要求;在燒結(jié)段，必須在極短時間內(nèi)使基片達到共晶溫度，只有短波管能做到這一點。

3、加熱管的固定方式

燒結(jié)段的溫度峰值在850℃左右，此時燈管的表面溫度將達到1100℃，接近石英管的使用極限，稍微過熱產(chǎn)生氣孔就會立刻燒毀燈管。而在燈管的引出導(dǎo)線部位，由于焊接導(dǎo)線的金屬片和石英玻璃密封在一起，二者熱膨脹系數(shù)不一致，如果此處溫度過高就會產(chǎn)生應(yīng)力裂紋，造成燈管漏氣。因此燈管在爐膛中的安裝固定方式十分重要。