Mikroobróbka laserowa przednich kontaktów elektrycznych w krzemowych ogniwach słonecznych

• Autorzy: Dobrzański L. A. , Musztyfaga-Staszuk M.

Warianty tytułu

EN

Laser microtreatment of front electrical contacts for silicon solar cells

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przewiduje się, że technologia laserowa znacznie uprości wytwarzanie krzemowych ogniw słonecznych, w tym również operację wytwarzania przednich kontaktów. W świetle wzrastającego zapotrzebowania na materiały o odpowiednich własnościach można uznać za aktualne z punktu widzenia naukowego wykorzystanie technik laserowych do kształtowania własności materiału i jego struktury. Technika mikroobróbki laserowej w odniesieniu do tradycyjnych metod powszechnie stosowanych jest tania, elastyczna, a czasem niezastąpiona. W związku z tym poszukuje się odpowiednich materiałów i metod wytwarzania przedniego kontaktu w celu uzyskania niskorezystywnej strefy połączenia warstwy metalicznej z krzemem. Badania zawarte w prezentowanej pracy stanowią odzew na rosnące zapotrzebowanie sektora energetycznego na nowe rozwiązania odnawialnych źródeł energii elektrycznej. Poruszone zostały kwestie dotyczące poprawy jakości wytwarzanej przedniej metalizacji na powierzchni krzemowej o różnej morfologii, która może być jedną z możliwości wyboru najlepszej (ze względu na właściwe kryterium przyjęto minimalizację rezystancji strefy połączenia przedniego kontaktu z podłożem krzemowym) i najodpowiedniejszej operacji wytwarzania ogniwa słonecznego procesu technologicznego do zastosowania, ze wskazaniem na konieczność uwzględnienia struktury oraz topografii powierzchni krzemowych ogniw słonecznych. W celu uzyskania najkorzystniejszej, jednolicie stopionej struktury, dobrze przylegającej do podłoża oraz małej rezystancji połączenia przedniego kontaktu z podłożem dobrano eksperymentalnie następujące zalecenia technologiczne mikroobróbki laserowej dotyczące wytworzenia przedniej metalizacji krzemowych ogniw fotowoltaicznych: skład pasty, moc i prędkość skanowania wiązki laserowej, morfologię podłoża krzemowego.

EN

It is predicted that laser technology will considerably simplify the fabrication of silicon photovoltaic cells, including also the fabrication process of front contacts. In view of the increasing demand for materials of appropriate properties we can deem it scientifically grounded and up-to-date to utilize laser techniques to shape the properties of material and its structure. Microtreatment technology for traditional methods commonly used is a cheap, flexible, and sometimes irreplaceable. Therefore an appropriate materials and methods of manufacture the front contact are searched in order to obtain a low resistivity of the connection zone between metallic layer and silicon. The investigations contained in the paper is a response to the growing demands for new renewable energy solutions. It addresses the improvement of the quality manufactured front side metallization with silicon surface and different morphology, which may be one of the best choice (as a properly criterion was accepted the minimum values of the resistance of the front electrode and silicon substrate joint) and the most appropriate operation of the solar cell manufacturing process to be used, indicating the need to consider the structure and surface topography of silicon solar cells. The following technological recommendations of the laser micro-machining technology such as optimal paste composition, the power and scanning speed of the laser beam, morphology of the silicon substrate, to manufacture the front electrode of silicon solar cells were experimentally selected in order to obtain uniformly melted structure well adhered to substrate, of a small front contact substrate joint resistance value.

Słowa kluczowe

PL

ogniwa słoneczne; spiekanie laserowe; metalizacja; własności elektryczne

EN

solar cells; laser sintering; metallization; electrical properties

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 34, nr 6
• Strony: 669--673
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dobrzański L. A.

• Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska, Gliwice

autor

Musztyfaga-Staszuk M.

• Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska, Gliwice

Bibliografia

• [1] www.epia.org/Global_Market_Outlook_Until_2013.pdf
• [2] Green M. A.: Third generation photovoltaic: solar cells for 2020 and beyond. Physic E 14 (2002) 65÷70.
• [3] Goetzberg A., Knobloch J., Voß B.: Crystalline silicon solar cells. John Wiley and Sons, England (1994).
• [4] Drive P. H.: Laser systems and processes within next generation photovoltaic manufacturing equipment. 4th Photovoltaic Manufacturing Technology Conference, Semicon Europe, Stuttgart (2008) 1÷6.
• [5] Dobrzański L. A., Musztyfaga M., Drygała A.: Final manufacturing process of front side metallisation on silicon solar cells using convectional and unconventional techniques. Journal of Mechanical Engineering 59 (3) (2013) 175÷182.
• [6] Panek P., Drabczyk K., Zięba P.: Crystalline silicon solar cells with high resistivity emitter. Opto-Electronics Review 17 (2009) 161÷165.