벨트형 급속 소결로는 결정질 실리콘 태양전지 제조에서 중요한 활성화 단계 역할을 합니다. 스크린 인쇄된 금속 페이스트를 단시간 고온 펄스에 노출시켜 효율적으로 전기를 추출할 수 있는 기능성 전극으로 전환합니다.
이 로의 핵심 기능은 금속 페이스트의 유리 프릿이 손상되지 않고 실리콘 접합부를 손상시키지 않으면서 태양전지의 패시베이션층을 관통하는 제어된 화학 반응을 촉진하는 것입니다.
접점 형성의 물리학
유기물 분해
전도성 접점이 형성되기 전에 로는 페이스트의 비전도성 요소를 제거해야 합니다.
급속 가열은 은 페이스트에 존재하는 유기 바인더와 용매를 분해하고 휘발시킵니다.
이는 나머지 금속 입자가 응집될 수 있는 순수한 구조를 만듭니다.
유리 프릿 침투
이 공정의 정의적인 메커니즘은 금속 페이스트에 포함된 유리 프릿에 의존합니다.
고온 펄스 하에서 이 유리 프릿은 녹고 화학적으로 활성화됩니다.
이는 셀 표면의 절연 반사 방지(패시베이션) 코팅을 에칭합니다.
옴 접점 설정
패시베이션층이 뚫리면 녹은 은 페이스트가 고농도 도핑된 실리콘 영역과 직접 상호 작용합니다.
이 상호 작용은 실리콘에서 금속 그리드로 전류가 자유롭게 흐르는 데 필수적인 저저항 옴 접점을 생성합니다.
이 특정 연결 없이는 태양전지에 높은 직렬 저항과 낮은 효율이 발생합니다.
정밀 제어 요구 사항
열 프로파일 관리
이 로는 단순히 웨이퍼를 가열하는 것이 아니라 엄격하게 제어된 온도 프로파일을 적용합니다.
이 프로파일은 은 입자의 초기 소결을 구동하고 유리 프릿이 실리콘 표면을 효과적으로 적시도록 합니다.
컨베이어 속도 조절
로의 "벨트" 측면은 열 노출 시간을 결정합니다.
컨베이어 속도를 정밀하게 제어하면 웨이퍼가 피크 발화 영역에서 필요한 정확한 시간 동안 머물도록 합니다.
이 일관성은 생산 라인의 수천 개 셀에 걸쳐 균일성을 유지하는 데 중요합니다.
절충안 이해
과소 결합의 위험
급속 소결의 공정 창은 매우 좁습니다.
온도가 너무 높거나 컨베이어 속도가 너무 느리면 과소 결합이 발생합니다.
이는 금속이 너무 깊게 침투하여 p-n 접합부를 션트시키고 셀의 전압 생성 능력을 파괴할 수 있습니다.
과소 결합의 위험
반대로, 불충분한 열은 패시베이션층을 완전히 에칭하지 못합니다.
이는 금속이 실리콘에 연결되는 대신 절연체 위에 놓이는 "떠 있는" 접점을 초래합니다.
결과는 사실상 개방 회로 또는 극도로 높은 저항이 되어 셀을 사용할 수 없게 만듭니다.
목표에 맞는 올바른 선택
벨트형 소결로의 효과를 극대화하려면 특정 셀 아키텍처에 맞게 열 프로파일을 조정해야 합니다.
- 표준 옴 접점이 주요 초점이라면: 접합부 손상을 피하기 위해 피크 온도 지속 시간을 엄격하게 제한하면서 패시베이션층을 통한 완전한 유리 프릿 에칭을 보장하는 프로파일을 우선시하세요.
- 첨단 셀 아키텍처(LECO 등)가 주요 초점이라면: "초기 소결"과 예비 유리 인터페이스만 달성하도록 로를 조정하세요. 이는 후속 레이저 강화 접점 최적화를 위한 필요한 물리적 기반을 제공합니다.
소결의 성공은 실리콘 접합부의 구조적 무결성을 유지하면서 저항을 최소화하는 정밀한 열 "스위트 스팟"을 맞추는 것으로 정의됩니다.
요약 표:
| 공정 단계 | 작업 | 태양전지 성능에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 유기물 제거 | 바인더/용매 분해 | 금속 응집을 위한 은 페이스트 정제 |
| 에칭 | 유리 프릿이 녹고 패시베이션을 관통 | 하부 실리콘 접합부에 접근 가능 |
| 접점 형성 | 은-실리콘 상호 작용 | 전류 흐름을 위한 저저항 옴 접점 생성 |
| 열 제어 | 조절된 벨트 속도 및 피크 열 | 접합부 션트 및 과소 결합 결함 방지 |
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시각적 가이드
참고문헌
- Hakim Korichi, Ahmed Baha-Eddine Bensdira. Investigating the influence of boron diffusion temperature on the performance of n-type PERT monofacial solar cells with reduced thermal steps. DOI: 10.35784/iapgos.6599
이 문서는 다음의 기술 정보도 기반으로 합니다 Kintek Furnace 지식 베이스 .
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