晶體硅太陽電池缺陷分析

摘 要：晶體硅太陽電池的出現，為人們生活提供了新的便利，但是這種電池在使用中也存在一定缺陷。該文主要對晶體硅太陽電池缺陷進行分析，總結了晶體硅太陽電池的缺陷分類評價體系，從體系標準和缺陷類型的角度，列出常見的缺陷判定方法，然后對兩種典型缺陷進行分析，主要有邊緣漏電和裂紋，通過這種方式能夠使相關人員更加快捷的掌握電池的具體情況，采取相應措施，確保晶體硅太陽電池的問題能夠得到及時的修復，解決存在的隱患，讓晶體硅太陽電池在使用中更加安全。

關鍵詞：晶體硅 太陽電池 電池缺陷

中圖分類號：TM914.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（b）-0216-01

太陽能是世界的新型能源，晶體硅太陽電池技術在科技發(fā)展的推動下得到了迅猛的發(fā)展。目前，在生產晶體硅太陽電池的生產中，因為制作情況和材料的原因，該電池會產生一定缺陷，下面針對晶體硅的太陽電池缺陷進行分析，并總結如下。

1 晶體硅太陽電池缺陷分類評價體系

晶體硅太陽電池有很多缺陷，相關人員為了更好的分析這種缺陷和產生原因，應采取多種分析手段，并建立一個有效的檢測體系和檢測程序，總結缺陷分類評價體系，從而更好在生產廠商和科研機構推廣。

1.1 體系標準

首先要根據缺陷的名稱和造成缺陷的原因為缺陷命名，相關人員要在測試中明確這種缺陷的主要表現，從而使使用該體系的人員能夠更加快捷的確定這種缺陷的類型。缺陷的形成機理與生產工藝過程有關，這些過程能為其提供合理的解釋[1]。相關人員要在缺陷的危險程度進行分析，并整合這種缺陷對電池性能以及其他方面的危害程度，在這種情況下，相關人員要也記錄號缺陷出現的頻率，其指標也要隨著樣本的增長而不斷更新。相關人員分析完晶體硅太陽電池存在的缺陷，要總結缺陷機理，提出規(guī)范合理的復返建議。相關人員應根據缺陷的影響程度和面積大小，分析其是否具有一定回復力，然后對缺陷太陽電池的回收價值進行評估。

相關人員為了更好進行實際操作，應重點關注危害程度、缺陷出現頻率和回收價值，充分整合這些內容，進行分級。在這種分級中，要以缺陷面積為主要對象，然后計算出缺陷面積的比例，并定義其大小，面積在90%以上為大，面積比例在60%～90%為較大，面積比例在30%～60%為中，面積在5%～30%為較小，面積比例小于5%為小。

1.2 缺陷類型

在研究中發(fā)現，晶體硅太陽電池主要有12種缺陷類型，其具體內容如以下幾點。

（1）邊緣漏電：晶體硅太陽電池有刻邊或背結不完善，電池邊緣與背面的擴散層有一定連接，容易出現漏電現象[2]。

（2）漿料污染：在印刷過程中，鋁漿或背銀會散落在電池正面，導致燒結，從而造成漏電。

（3）雜質污染：在電池應用過程中，其工藝生產會導致非漿雜質依附在電池表面，導致漏電。

（4）前電極燒結過度：這種缺陷出現的原因，主要是電極金屬過于深入發(fā)射極造成的，所以引發(fā)漏電反應。

（5）發(fā)射極破損：電池應用失誤會導致摩擦出現，在在電池表面留下劃痕，影響發(fā)射極的整體性能，出現漏電。

（6）掛鉤點：在電池應用中，等離子體增強化學氣象沉積，然后在掛鉤點區(qū)域造成SIN確實，從而使電極燒結過程中出現燒穿，導致漏電。

（7）斷柵：因為印刷和硅片形狀不佳的問題造成缺陷，從而導致細柵局部不連續(xù)。

（8）背場缺陷：電池的鋁背場會出現肉眼可見的異常區(qū)域，其面積較大，這種現象會導致電池性能降低。

（9）網帶印：在進行燒結時，因為網帶污染和異常的溫度，EL圖中，電池出現與網帶形狀相同的背場缺陷低效區(qū)域一致[3]。

（10）裂紋：在生產硅片和制造電池的工藝，會出現多種裂紋和微裂紋，這種現象在金屬電極的作用狹隘，會導致漏電，甚至擊穿。

（11）無p-n結：因為操作失誤，所以電池沒有形成有效的p-n結。

（12）電極接觸不良：因為燒結問題，在電池的前電極和發(fā)射極之間出現接觸不良的現象，電阻串聯的可能較高。

2 晶體硅太陽電池缺陷的典型分析

2.1 邊緣漏電

經過測試可知，邊緣漏電這種缺陷的主要特征有：在紅外線的熱像測試中，電池在加壓后其邊緣會出現明顯的發(fā)熱現象[4]。這種缺陷的主要原因是生產電池時，操作不當或不穩(wěn)定，進而導致電池邊緣的p-n結蝕不完全。電池的邊緣漏電會明顯降低電池的工作效率，并使電池邊緣發(fā)熱，減少其他組件的工作效率和壽命。這種缺陷在缺陷檢測中出現的幾率較低，所以能夠通過在生產中進行規(guī)范化操作改善。工作人員如果發(fā)現這種缺陷，可以通過劃片切割等方式進行回收處理，確保電池能夠恢復正常操作水平。

2.2 裂紋

電池片中的裂紋主要有兩種：一種是肉眼可見的顯裂紋；另一種為肉眼不可見的微裂紋。在本次測試中出現的都是微裂紋，顯裂紋出現的幾率較低。裂紋的主要測試特征有：在顯微鏡下能夠看到寬度為微米級的裂痕，這種裂縫在圖像中為一種發(fā)暗的細線；這種裂紋與電極相交可能會導致漏電，并形成熱點，這些熱點導致電極擊穿變形現象的出現。

裂紋會造成很多危害，例如致使電池容易破碎，尤其在傳送過程中，電池非常容易出現損壞。相關人員應重視金屬電極的交會處，避免漏電現象出現，防止漏電現象出現，導致電池的性能降低。一旦出現漏電，電池會集中發(fā)熱，溫度較高，所以在制作組建過程中，要盡量避免采用那些帶有微裂紋的電池片。但是微裂紋這種缺陷的出現頻率較高，且在電池生產中很難控制。相關人員可以通過降低電池在生產中的碰撞和振動實現。裂紋的寬度在毫米、厘米等范圍浮動，沒有準確的范圍和數量。針對裂紋這種缺陷缺乏有效的處理手段，但是針對裂紋與電極交會的漏電缺陷，能夠通過激光隔離或是化學腐蝕等方式進行處理，所以得出裂紋類缺陷的回收價值較低。

3 結語

通過上文對晶體硅太陽電池缺陷分析，可以得知，目前已經初步建立了缺陷分析檢測體系，然后對這類缺陷進行整理，確保相關人員能夠快速識別晶體硅太陽電池的缺陷，采取有效措施進行處理，提高其回收利用率。

參考文獻

[1]陳偉，賈銳，張希清，等.晶體硅太陽電池表面鈍化技術[J].微納電子技術，2011（2）：164-165.

[2]王學孟，葉子銳，沈輝，等.晶體硅太陽電池缺陷檢測與分類評價體系[J].激光與光電子學進展，2013（3）：115-116.

[3]李濤，周春蘭，趙雷.激光摻雜制備晶體硅太陽電池研究進展[J].電工技術學報，2011（12）：136-137.

[4]韓涵，黃國華，趙偉，等.晶體硅太陽電池室外發(fā)電性能實測與分析[J].太陽能學報，2013（4）：109-110.