硅基太陽(yáng)能電池金屬柵極的噴墨印刷技術(shù)

【摘要】：作為可再生綠色能源的一種，太陽(yáng)能電池具有很多其他傳統(tǒng)能源所不可比擬的優(yōu)勢(shì)。如何提高太陽(yáng)能電池的效率，如何才能充分利用太陽(yáng)能資源，已成為電池領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。運(yùn)用二次絲網(wǎng)印刷增加?xùn)啪€(xiàn)厚度是提高太陽(yáng)能電池效率的有效方法之一，但是，二次絲網(wǎng)印刷不僅存在著柵線(xiàn)線(xiàn)寬精度難控制的問(wèn)題，同時(shí)也存在著二次疊印柵線(xiàn)擴(kuò)展的問(wèn)題。為此，人們提出了采用多次等墨滴體積噴墨印刷技術(shù)來(lái)提高硅太陽(yáng)能電池柵線(xiàn)的高寬比，然而，如同二次絲網(wǎng)印刷技術(shù)所面臨疊印柵線(xiàn)擴(kuò)展問(wèn)題一樣，在五次以?xún)?nèi)的多次噴墨印刷中，每次噴印都會(huì)產(chǎn)生比前一次柵線(xiàn)更寬的問(wèn)題，最終的柵線(xiàn)寬度能達(dá)到二倍于單次噴印印刷。 為了有效控制硅電池片的金屬化柵線(xiàn)寬度，本文根據(jù)五次以?xún)?nèi)的噴墨印刷每次都會(huì)產(chǎn)生柵線(xiàn)擴(kuò)展的規(guī)律和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以不增加印刷材料成本和柵線(xiàn)的電阻值為前提，提出了采用變墨滴體積多次噴印工藝方案，得出了多次噴墨印刷的最佳墨滴體積選擇的理論模型。采用本方案來(lái)印刷硅太陽(yáng)能電池金屬柵極，主要是通過(guò)減小太陽(yáng)能電池的柵線(xiàn)線(xiàn)寬，以達(dá)到提高太陽(yáng)能電池效率的目的。 本文分別從柵線(xiàn)面積率改變和光電轉(zhuǎn)換效率改變兩種情況下，對(duì)采用變墨滴體積多次噴印優(yōu)化技術(shù)以后太陽(yáng)能電池效率的增加進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。研究表明，采用變墨滴體積多次噴墨印刷技術(shù)能夠降低太陽(yáng)能電池的柵線(xiàn)面積占太陽(yáng)能電池有源區(qū)域面積的比，從而能使太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率得到一定的提高。 【關(guān)鍵詞】：柵線(xiàn)展寬 變墨滴體積 多次噴印 光電轉(zhuǎn)換效率
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目錄5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 研究的背景及意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文的研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)14
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)14-16
• 第二章 太陽(yáng)能電池及其金屬柵極制作工藝概述16-26
• 2.1 太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)及原理16-17
• 2.2 太陽(yáng)能電池分類(lèi)17-18
• 2.2.1 太陽(yáng)能電池的分類(lèi)17
• 2.2.2 太陽(yáng)能電池的比較17-18
• 2.3 太陽(yáng)能電池特性18-20
• 2.3.1 開(kāi)路電壓19
• 2.3.2 短路電流19
• 2.3.3 填充因子19-20
• 2.3.4 光電轉(zhuǎn)換效率20
• 2.4 硅太陽(yáng)能電池金屬柵極制作工藝20-25
• 2.4.1 激光燒結(jié)法20-21
• 2.4.2 光刻蒸發(fā)法21
• 2.4.3 絲網(wǎng)印刷法21-22
• 2.4.4 模版印刷法22
• 2.4.5 移印法22-23
• 2.4.6 點(diǎn)膠法23-24
• 2.4.7 電鍍法24
• 2.4.8 噴墨法24-25
• 2.4.9 二次及多次印刷法25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 硅太陽(yáng)能電池的噴墨印刷工藝26-34
• 3.1 硅太陽(yáng)能電池的噴墨印刷設(shè)備26-28
• 3.1.1 設(shè)備選用26-27
• 3.1.2 設(shè)備組成27
• 3.1.3 設(shè)備原理27-28
• 3.2 硅太陽(yáng)能電池的噴墨印刷材料28-29
• 3.2.1 油墨28-29
• 3.2.2 承印物29
• 3.3 硅太陽(yáng)能電池的噴墨印刷工藝29-30
• 3.3.1 墨滴的噴射過(guò)程29-30
• 3.3.2 墨滴的撞擊和鋪展過(guò)程30
• 3.3.3 墨滴的固化和燒結(jié)過(guò)程30
• 3.4 影響硅太陽(yáng)能電池質(zhì)量的參數(shù)30-33
• 3.4.1 油墨的鋪展和“咖啡環(huán)效應(yīng)”30-31
• 3.4.2 基底溫度對(duì)柵線(xiàn)的影響31-32
• 3.4.3 印刷次數(shù)對(duì)柵線(xiàn)的影響32-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第四章 硅太陽(yáng)能電池柵極的變墨滴體積多次噴印優(yōu)化模型34-42
• 4.1 變墨滴體積模型的理論基礎(chǔ)34-35
• 4.1.1 旋轉(zhuǎn)橢球體積的墨滴模型34
• 4.1.2 接觸角和潤(rùn)濕方程34-35
• 4.1.3 電阻理論35
• 4.2 等墨滴體積多次噴印模型35-38
• 4.2.1 單次噴墨印刷柵線(xiàn)寬度和高度的計(jì)算35-36
• 4.2.2 多次噴印接觸理論36-38
• 4.3 柵線(xiàn)線(xiàn)寬不變的變墨滴體積多次噴印模型38-40
• 4.3.1 變墨滴體積的二次噴印38-39
• 4.3.2 電阻不變的變墨滴體積多次噴印39-40
• 4.4 多次噴印的控制與套準(zhǔn)40-41
• 4.4.1 可變墨滴的控制40
• 4.4.2 多次噴印的套準(zhǔn)40-41
• 4.5 本章小結(jié)41-42
• 第五章 多次噴印硅電池效率分析42-45
• 5.1 柵線(xiàn)面積率改變的效率增加42-43
• 5.2 原光電轉(zhuǎn)換效率改變的效率增加43-44
• 5.3 本章小結(jié)44-45
• 主要結(jié)論與展望45-47
• 主要結(jié)論45-46
• 展望46-47
• 致謝47-48
• 參考文獻(xiàn)48-51
• 附錄: 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文51

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