光伏电池导电浆中玻璃粘结剂对提高光电转换效率的研究

来源 :东华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:babyface_2009
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太阳能光伏电池是目前应用最为广泛的一种绿色能源。太阳能光伏电池用的正面导电银浆与硅表面的欧姆接触电阻越小则电池的光电转换效率越高。而银浆中的低熔点玻璃组成及性能是决定欧姆接触电阻大小最为重要的因素之一。对碲玻璃系统的研究是解决目前国内导电银浆中光电转换效率偏低的关键环节,因此,开发高性能的导电银浆具有非常重大的社会意义和经济效益。  本文首先对三种不同系统的低熔点铅玻璃进行了玻璃化转变温度(Tg)等方面的研究,通过调整组成中主要氧化物配比来观察它与Tg的关系。结果表明:PbO为65-70mo l%、B2O3为8-12mol%、ZnO为6-14mo l%、Bi2O3为3-6mol%、SiO2为1.5mol%、Li2O为4-5mol%范围时,玻璃的转变温度处于较低的水平,从而确定了PbO-B2O3-ZnO-Bi2O3-Li2O-RxOy系统作为引入TeO2的玻璃基础。  采用TeO2部分地取代系统中PbO的含量得到TeO2-PbO-B2O3-Bi2O3-Li2O-RxOy系统玻璃,研究了TeO2/PbO摩尔比在0.5~3范围内变化时相应玻璃的Tg的变化情况。结果表明:T g随TeO2含量的增加而呈上升的趋势,当TeO2/PbO之比在1.5~2.5范围内时,玻璃的Tg与不含TeO2的铅玻璃基本相同,说明TeO2是能够在该玻璃系统中参与到玻璃骨架的构成中的。碲系统玻璃中形成了[TeO4]三角双锥体结构,它与玻璃中的[BO4]、[BiO6]等多面体共同组建了玻璃的三维网络结构。  在确定TeO2/PbO为2:1摩尔比的条件下,进一步观察TeO2-PbO-B2O3-Bi2O3-Li2O-RxOy系统玻璃组成中B2O3、Bi2O3和Li2O等摩尔量的变化对玻璃的结构、热学性能和电学性能等方面的影响。结果表明:当B2O3为12mol时,Tg出现最大值,而热膨胀系数(α)达到最小值,出现“硼氧反常”现象;当Bi2O3含量在2-10mol范围内变化时,Tg逐渐升高,α逐渐降低,玻璃的介电常数和体积电阻率也逐渐增大;当Li2O含量的2.5-6.5mol范围变化时,玻璃的转变温度和膨胀系数增大,而介电常数减小,且高摩尔含量的Li2O有促进玻璃析晶的倾向,经热处理后的玻璃生成Bi2TeO5和碲铋矿型晶体。  选择部分碲玻璃样品试制了导电银浆并应用于光伏电池上,研究了玻璃组成的变化与光电转换效率之间的关系,并对导电浆料中玻璃含量在1-5wt%范围内的变化对光电转换效率的影响等进行了探讨。其中,采用2wt%的T-10-2玻璃样品制备出的电池最大光电转换效率为18.46%左右,达到了国际同类产品的先进水平。
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