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光伏发电电极制备的方法

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光伏发电电极制备的方法

发布日期:2018-07-18 作者:客服 点击:

  光伏发电电极制备的方法

  

  作为光伏发电设备一种组成部分,电极的作用是将电池产生的电流引出,这要求与电极相关的电阻越小越好,包括电极材料本身的电阻以及电极与硅材料的接触电阻,此外还要考虑到电极材料和硅的接触牢固度,目前在别墅太阳能发电行业中,电极类产品不在少数。

  

  在各种金属材料中,能够实现与硅材料形成低接触电阻且牢固度高的主要有Pd、Al,另外Ti与高掺杂的硅材料也能形成较低的接触电阻,这几种金属是硅光伏发电电池常用的电极接触材料。可用于电极接触层的金属电阻率较高,为了降低整个电极的电阻,通常在接触材料上用Ag制备低电阻的导电层,为了防止Ag和Ti之间的不良反应,还需要在两者之间加人Pd作为阻挡层,因此硅光伏发电电池的上电极一般采 用Ti/Pd/Ag三层结构,而下电极根据电池结构不同有几种形式,常规电池可采用 Pd/Ag 二层结构,背场电池可采用Ti/Pd/Ag三层结构。目前空间用电池一般均采用了背反射技术,即在硅片背面用较薄的A1层来反射到达电池背面的太阳光,因此实际上普遍采用了 Al/Ti/Pd/Ag四层结构,此结构在别墅太阳能发电得到一定程度的使用。

  

  空间用硅太阳光伏发电电池的电极均采用真空镀膜的方法制备,真空镀膜机的基本结构如下图所示,主要由真空系统、蒸发系统、工件盘及加热系统组成。

太阳能发电

  

  真空镀膜机的基本结构

  

  太阳电池真空镀膜的基本过程为:

  

  1、对衬底片清洗,去除各种污染和杂质,从而提高电极和衬底的牢固度;有时还要用氢氟酸去除表面的氧化层,衬底片清洗后进行甩干或烘干。

  

  2、打开镀膜机真空室,在蒸发源或坩埚内装人相应的金属材料,在工件盘上装上衬底片,关闭真空室后开启真空泵抽真空。

  

  3、当真空度达到1/1000 Pa后开始进行蒸镀,蒸镀下电极时一般先要对衬底进行烘烤处理。首先在挡板关闭的状态下对蒸镀材料进行预熔处理,使蒸发材料充分熔融并稳定,打开挡板进行蒸发,到达规定的时间或规定的膜厚时关闭挡板,并关闭蒸发源,用同样的方法依次蒸镀其他材料。

  

  4、蒸镀结束后关闭真空泵,当真空室内的温度降到80°C以下时打开放气阀,将空气或氮气充入真空室使真空室内的气压达到一个大气压,然后打开真空室取出衬底片。

  

  目前空间用光伏发电电池不仅应用于航空领域,也在别墅太阳能发电领域的家庭光伏发电装置中普遍使用,该电池一般使用背反射技术,采用四层组装结构。


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