| 4 磷墨SE电池工艺流程
本文研发的磷墨SE电池工艺流程如图3所示，其相对于传统电池工艺流程，仅在清洗制绒和扩散之间增加一道丝网印刷磷墨的步骤。图4左展示了印有磷墨的硅片在扩散前的形态，线形清晰可见，磷墨副栅线的宽度视印刷机的套印精度而定，一般在60~300μm，选择性扩散为一站式扩散，传统管式高温炉管可满足要求。磷线下的结深可达0.5~1μm，这种深结可使得正面银浆的烧结窗口被放大，从而降低了对扩散、烧结与银浆的匹配性要求。采用PECVD沉积SiNx膜之后，印过磷线的区域轻微泛白，肉眼可辨，如图4右所示。
图3：磷墨SE工艺流程示意图。
图4：扩散前的硅片（左）和镀SiNx膜后的硅片（右）。 5 产业化案例与讨论 我们对一条由传统生产线升级而成的SE电池生产线进行了评估，随机选取产线中一个批次的1万片硅片，等分成两组，一组采用传统工艺，另一组采用磷墨SE工艺，比较最终制成电池的电性能。大致情况如下： （1）片源：某国内厂家生产；CZ- p型掺硼单晶，尺寸125-D165（154.83cm2）厚200μm；电阻率1~3Ω.cm。 （2）生产设备：除烧结炉外，全为国产设备。 （3）辅料：磷墨（SR-P601），电极浆料（国产）。 实验结果：如表1所示，相比传统工艺（REF分组），磷墨SE分组的电池平均开路压提高约10mV，平均短路电流（Isc）达到5.83A，填充因子（FF）大致相当，平均转换效率提高0.47%。从图5可看出，SE组的上述参数分布相对传统工艺更为集中，说明工艺的稳定性更好。 表1：磷墨SE电池与传统工艺电池电性能比较。
图5： (a) 开路电压（Voc）统计对比；(b) 短路电流（Isc）统计对比； (c) 填充因子（FF）统计对比；(d) 转换效率（Eff）统计对比。 （注：REF 代表传统工艺组；SE 代表磷墨SE工艺组）。 该批生产的SE电池中，最高转换效率达到19.2%，其开路电压为644mV，短路电流密度37.7mA/cm2，填充因子为79.02%，其I-V特性曲线如图6所示。
图6：磷墨SE电池I-V特性曲线（Eff=19.2%）。 6 结论 批量数据表明：磷墨SE电池技术可使单晶硅太阳电池的转换效率提升0.4~0.7%。目前，生产线经过长时间的运行，在采用国产银浆的条件下转换效率最高达到19.4%，平均效率达到19%。工艺尚存在一定的优化空间，预计平均转换效率可超过19.2%。该技术方案工艺简易，仅需在传统生产线上添加一道丝网印刷工序，设备投入不高，耗材成本较低，属于性价比较高的高效电池技术之一。 |
