太陽能電池銀漿用粘接相的性能與表征

【摘要】：摘要：隨著常規(guī)能源趨于枯竭和生態(tài)環(huán)境加速惡化,太陽能作為一種潔凈可再生能源,越來越受到人們的青睞。 本論文以低溫?zé)Y(jié)型銀基漿料和低溫固化型銀基漿料用粘結(jié)相為研究對象,以工業(yè)生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品質(zhì)量為參考指標(biāo)。通過熔融-水淬-球磨法制備了太陽能電池正面電極漿料用的玻璃粉,其中玻璃粉球磨工藝的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)和低溫固化銀基漿料中粘結(jié)相的探索實(shí)驗(yàn)均在生產(chǎn)線上,進(jìn)行大批數(shù)據(jù)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)論為工藝技術(shù)提供了重要的參考依據(jù)。主要包括以下幾個部分： 第一,概述了中國目前嚴(yán)峻的行業(yè)形勢及開發(fā)太陽能光伏電池的重要性,并分別總結(jié)了單晶硅太陽能電池和非晶硅／晶硅異質(zhì)結(jié)HIT電池的結(jié)構(gòu)、工作原理方面的內(nèi)容,最后對本文的研究價值和主要研究內(nèi)容做了說明。 第二,實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中對原理的分析引導(dǎo)著晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉制備工藝的合理進(jìn)行,此外,對各種分析手段和表征方法也做了詳細(xì)的介紹。 第三,以應(yīng)用于晶體硅太陽能電池正面電極銀漿的玻璃粉為研究對象,設(shè)計(jì)了一系列有代表性的組分配方。通過SEM.DSC.可焊性測試和電性能測試等常規(guī)分析手段,獲得較優(yōu)的組分配比為65wt.%PbO-17wt.%SiO2-4wt.%B203-6wt.%A1203-7wt.%Bi2O3,其單晶硅太陽能電池片的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到17.72%； 第四,用單因素實(shí)驗(yàn)法和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法考察不同固液比、料球比、磨球級配、球磨時間和磨機(jī)轉(zhuǎn)速等因素變化對高能球磨法細(xì)化玻璃粉粒徑的影響,并應(yīng)用于太陽能電池上以確定最佳球磨工藝。 第五,對于低溫固化型銀基漿料而言,樹脂體系中固化劑的用量,固化溫度和固化時間等參數(shù)的確定為漿料的應(yīng)用提供了很好地指導(dǎo)意義。采用非等溫DSC法對5,10,15,20,25和30wt.%的固化劑進(jìn)行了不同升溫速率的掃描,最終確定E-44/QNP1體系的最佳固化工藝為110℃保溫20min,此時制備的低溫固化銀漿具有致密平整的膜結(jié)構(gòu),且電性能良好。全文圖43幅,表11個,參考文獻(xiàn)66篇。 【關(guān)鍵詞】：導(dǎo)電漿料 玻璃粉 球磨工藝 低溫固化 環(huán)氧樹脂
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 綜述10-26
• 1.1 光伏行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2 晶體硅太陽能電池11-18
• 1.2.1 晶體硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)11-12
• 1.2.2 晶體硅太陽能電池的工作原理12-13
• 1.2.3 晶體硅太陽能電池的基本工藝13-16
• 1.2.4 晶體硅太陽能電池相關(guān)特性參數(shù)16-18
• 1.3 非晶硅/單晶硅異質(zhì)結(jié)(HIT)太陽電池18-20
• 1.3.1 HIT電池結(jié)構(gòu)及其特性18-19
• 1.3.2 HIT電池的基本工藝19-20
• 1.4 導(dǎo)電漿料20-22
• 1.4.1 導(dǎo)電漿料的分類20-21
• 1.4.2 導(dǎo)電漿料的組成21
• 1.4.3 導(dǎo)電機(jī)理21-22
• 1.5 晶體硅太陽能電池電子漿料用低熔玻璃粉22-24
• 1.5.1 低熔玻璃的技術(shù)要求23
• 1.5.2 低熔玻璃的無鉛化23-24
• 1.6 本論文的選題背景24-25
• 1.7 本論文的研究內(nèi)容25-26
• 2 實(shí)驗(yàn)部分26-40
• 2.1 原料的選擇及制備過程26-28
• 2.1.1 導(dǎo)電銀粉的制備26
• 2.1.2 玻璃粉的制備26-27
• 2.1.3 有機(jī)載體的選擇27
• 2.1.4 正面銀漿的制備方法27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則28-33
• 2.2.1 絲刷正電極的導(dǎo)電方式28-29
• 2.2.2 玻璃的形成規(guī)則29-31
• 2.2.3 玻璃粉的潤濕性能31
• 2.2.4 玻璃粉的粒徑要求31
• 2.2.5 玻璃形成的熱力學(xué)條件31-32
• 2.2.6 玻璃形成的動力學(xué)條件32-33
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法33-34
• 2.3.1 正銀漿料用玻璃粉的制備實(shí)驗(yàn)33
• 2.3.2 正電極漿料用玻璃粉球磨工藝優(yōu)化33-34
• 2.3.3 厚膜電極的制備34
• 2.4 性能表征及研究方法34-40
• 2.4.1 玻璃粉的DSC分析34
• 2.4.2 玻璃粉X衍射法物相分析34-35
• 2.4.3 玻璃粉粒徑分布分析35
• 2.4.4 線膨脹系數(shù)測定35
• 2.4.5 表面形貌研究35-36
• 2.4.6 漿料的細(xì)度測試36
• 2.4.7 導(dǎo)電性能測試36-38
• 2.4.8 可焊性測試38
• 2.4.9 低溫固化銀漿附著力的測定38-39
• 2.4.10 電池電性能測試39-40
• 3 太陽能電池正面電極銀漿用玻璃粉的研究40-58
• 3.1 正銀漿料用玻璃粉的XRD分析40-42
• 3.2 正銀漿料用玻璃粉的DSC分析42-43
• 3.3 玻璃漿-硅片燒結(jié)樣XRD分析43-44
• 3.4 正銀漿料用玻璃粉球磨工藝的探索44-57
• 3.4.1 干磨和濕磨的差別45-46
• 3.4.2 低熔玻璃粉球磨單因素優(yōu)選實(shí)驗(yàn)46-51
• 3.4.3 低熔玻璃粉球磨正交優(yōu)選實(shí)驗(yàn)51-56
• 3.4.4 對電池片的影響56-57
• 3.5 結(jié)論57-58
• 4 低溫固化漿料用粘結(jié)相的研究58-69
• 4.1 環(huán)氧樹脂的定義58-59
• 4.1.1 環(huán)氧樹脂膠粘劑的特性58-59
• 4.1.2 環(huán)氧樹脂的分類和選擇59
• 4.2 E-44樹脂固化劑的選擇與優(yōu)化59-61
• 4.3 固化試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理61-62
• 4.3.1 固化劑最佳用量的確定61
• 4.3.2 固化工藝的確定61-62
• 4.4 E-44/QNP1體系固化劑含量的探討62-63
• 4.5 E-44/QNP1體系固化反應(yīng)工藝條件的探討63-64
• 4.6 固化反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)的確定64-66
• 4.7 樹脂固化時間的確定66-67
• 4.8 E-44樹脂所配漿料的表面形貌分析67
• 4.9 本章小結(jié)67-69
• 5 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果目錄74-75
• 致謝75

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