燒結溫度調節方法談

2021-08-23 13:49:28 字數 3845 閱讀 2860

燒結溫度的調節簡單的說就公升降每個溫區區的溫度,但是關鍵的就是調節溫區的選擇,公升降的選擇以及公升降幅度的選擇,下面就根據本人經驗發表一下對燒結溫度調整的看法,希望能起到拋磚引玉的作用。

一.調節燒結溫度時機的選擇

需要我們調節燒結溫度的時候也就是電池的電效能和外觀出現異常的時候,所以我首先要做的就是對測試結果的觀測和分析。其實我們主要觀察的就是 ff的變化,ff的好壞在一定程度上反映了歐姆接觸的好壞,如果此時填充因子不理想,看看串聯電阻,併聯電阻以及反向電流的情況,如果這些值不理想,那麼有可能燒結溫度調節不到位,此時我們可以考慮調節燒結溫度來改善電池的電效能。

二.燒結溫度溫區的選擇

我們的燒結爐分為9個區,前三個區是烘乾區,主要完成漿料中有機成分的揮發,後六個區主要完成背場和正面的燒結,背場主要是鋁漿到鋁金屬的轉變和矽鋁合金的形成,也可以說有矽鋁歐姆接觸的形成,正面是銀漿到銀金屬的轉變和銀矽合金的形成,我們燒結的關鍵是銀矽的歐姆接觸,因為銀的功函式較高,和鋁相比,較難以和矽形成歐姆接觸,所以當我們選擇溫區的時候,如果出現弓片,鋁珠和鼓包問題,首先可以選擇降低8區和9區的溫度,同時結合4,5和6區的溫度,如果僅僅是電效能的異常,就主要選擇調節8區和9區的溫度,7區的溫度配合著調節。

三.燒結溫度公升降的選擇

燒結溫度調節最關鍵的,最難把握的就是公升降的選擇,該公升溫的時候就不能降溫,何時公升溫何時降溫需要一定的經驗和技巧,兩者要結合,這樣才能更好的把握溫度的調節,怎樣判斷公升溫還是降溫主要還是根據測試的結果。

燒結是有欠燒和過燒的說法的,每一批**都有乙個最佳燒結點,當溫度超過或者低於最佳燒結點的溫度的時候,**都是沒有達到我們的理想燒結要求的,欠燒時歐姆接觸沒有完全角成,串聯電阻會偏大,填充因子偏低,過燒時銀矽合金消耗太多銀金屬,銀矽合金層相當於隔離層,阻止了載流子的輸出,也會增加接觸電阻,降低填充因子。因為欠燒和過燒的乙個相似的表現就是串聯電阻偏大,填充因子偏低,如果僅僅根據這個表現我們還不能決定時降溫還時公升溫,此時最好的辦法時參考併聯電阻和反向電流,因為在過燒時會導致更多的雜質驅入到pn結附近,增加了區域性漏電的機率,這樣併聯電阻會偏小,反向電流偏大,但是這也不是絕對的,因為當銀漿汙染和邊緣刻蝕不足時也有可能出現這種情況,其實這個時候也可以參考一下短路電流,溫度過高時表面復合的機率又大一些,短路電流會小一些,這也可以作為調節溫度的乙個參考點。

當併聯電阻和反向電流都正常時,可能還不能對公升降溫做出決定,那麼我們就可以做一次探索,一直降溫,降到電效能產生明顯變化為止,這樣我們就可以知道溫度調節的大致方向,也可以完成調節的過程。在調節溫度的過程中,我們也有可能遇到這種情況,多次調節溫度,大幅度的變化溫度,卻未見電效能產生明顯變化,此時就觀察一下開路電壓的情況,如果開路電壓還算正常,那麼此時最大的可能就時測試台出現異常,如果兩條線同時生產同一型號**,就可以做比較測試,驗證測試台是否出現問題,在確保測試台正常的情況下,如果調節無效,那就不是燒結的問題了。

其實我們在對燒結溫度調節之前還要做的一件事情就是檢視燒結爐的每個加熱燈管是不是在正常的情況下工作的,觀察點就是各溫區加熱燈管輸出功率的百分比,如果發現這個百分比偏大,或者是上下波動較大,那就讓裝置人員檢查加熱燈管的狀態.

四.燒結溫度調節相關異常狀況處理

1.弓片

弓片已經成為近段時間主要的質量問題,乙個普遍的現象就是**整體變薄了,當出現弓片時,最快捷最有明顯效果的還是降低燒結區的溫度,這樣可能會使得**產生的應力稍微小一些,然後再去查詢其他根本的原因,有可能時**太薄或者鋁漿印刷量太大,對於調節溫度來說,首先是將8區和9區的溫度降到最低,降低溫度的底線就是保證填充因子,也就是效率的正常,不能只為了消除弓片而忽視了效率,當把8區和9 區的溫度降低到最低時,如果弓片現象還沒有消除的話,可以配合調節4,5和6區的溫度,有時,這樣的調節並不能完全保證弓片的消除,我們做的就是盡量減小弓片嚴重性。

2.鋁珠和鼓包現象

鋁珠一般都是燒結區溫度過高出現的,這是我們實際生產中很少遇見的情況,在我們對**進行二次燒結時,鋁珠基本上都會出現的,當一次燒結出現鋁珠時,此時已經有過燒的嫌疑了,那就直接降低燒結區的溫度。

鼓包現象時經常出現的外觀問題,這種現象基本上是都可以通過調節燒結區的溫度來解決的,除了漿料本身的原因之外,從燒結角度來調節鼓包的話,首先還是把燒結區的溫度降到最低,也是要保證歐姆接觸,也就是保證效率的正常,再去調節烘乾區的溫度,個人認為鼓包的最大的可能一是燒結區溫度過高使得矽鋁合金突破鋁的氧化層,二是**在經過烘乾區時漿料揮發不充分或者時揮發過快。其實鼓包還有其他的原因有關係,上面只是從調節燒結溫度的角度談論這個問題的。

五.燒結爐異常對燒結的影響

對於每條線的燒結爐來說,都是有一定的差異的,燒結爐的8區和9區的溫度有時候會出現較大範圍的波動,對於連續生產來講是絕對不允許的,在實際生產中會偶爾出現填充因子偏低的情況,當把這些**進行二次重燒時,填充因子又回到正常,也就時說在一次燒結時,這些**時欠燒的,為什麼會出現這樣的情況那?個人認為,這跟裝置的穩定性有很大的關係,對於燒結爐的某個溫區來說,因為燒結爐的腔體與外界進行空氣交換時會導致溫度有所降低,此時加熱燈管會增加功率輸出的百分比,來維持設定的溫度,但是如果從腔體內的溫度降低到加熱燈管增加功率輸出百分比的時間過長,而**恰好在這個反應時間內通過燒結區,那麼這個**就有可能出現燒結不足,這也是我們要求燒結爐的溫度一定要穩定的原因。

當我們調節溫度的時候,要承認每個燒結爐的差異性,每個燒結爐的設定溫度與實際燒結溫度的差別也是不同的,也包括調整的幅度也是有差異的,燒結應堅持一項最基本的原則就是盡量在最低的溫度下完成燒結,因為高溫既會影響加熱燈管的壽命,也會增加過燒的機率。

什麼是暗電流?看定義:在沒有光照的條件下,給pn結加反偏電壓(n區接正,p區接負),此時會有反向的電流產生,這就是所謂的暗電流,對單純的二極體來說,暗電流其實就是反向飽和電流,但是對太陽能電池而言,暗電流不僅僅包括反向飽和電流,還包括薄層漏電流和體漏電流

所謂反向飽和電流,是指給pn結加一反偏電壓時,外加的電壓使得pn結的耗盡層變寬,結電場(即內建電場)變大,電子的電勢能增加,p區和n區的多數載流子(p區多子維空穴,n區多子為電子)就很難越過勢壘,因此擴散電流趨近於零,但是由於結電場的增加,使得n區和p區中的少數載流子更容易產生漂移運動,因此在這種情況下,pn結內的電流由起支配作用的漂移電流決定。漂移電流的方向與擴散電流的方向相反,表現在外電路上有乙個留入n區的反向電流,它是由少數載流子的漂移運動形成的。由於少數載流子是由本徵激發而產生的,在溫度一定的情況下,熱激發產生的少子數量是一定的,電流趨於恆定。

漏電流:我們都知道,太陽能電池片可以分3層,即薄層(即n區),耗盡層(即pn結),體區(即p區),對電池片而言,始終是有一些有害的雜質和缺陷的,有些是矽片本身就有的,也有的是我們的工藝中形成的,這些有害的雜質和缺陷可以起到復合中心的作用,可以虜獲空穴和電子,使它們復合,復合的過程始終伴隨著載流子的定向移動,必然會有微小的電流產生,這些電流對測試所得的暗電流的值是有貢獻的,由薄層貢獻的部分稱之為薄層漏電流,由體區貢獻的部分稱之為體漏電流。

測試漏電流的目的:(1) 防止擊穿如果電池片做成元件時,電池片的正負極被接反,或者元件被加上反偏電壓時,由於電池片的暗電流過大,電流疊加後會迅速的將電池片擊穿,不過這樣的情況很少發生,所以測試暗電流在這方面作用不是很大。(2)監控工藝當電池片工藝流程結束後,可以通過測試暗電流來觀察可能出現的工藝的問題,前面說過,暗電流是由反向飽和電流和薄層漏電流以及體漏電流組成的,分別用j1,j2,j3表示,當我們給**加反偏電壓時,暗電流隨電壓的公升高而公升高,分3個區,1區暗電流由j2起支配作用,2區由j3起支配作用,3區由j1起支配作用,3個區的分界點由具體的測試電壓而決定的。

為什麼暗電流會隨電壓公升高而增大呢?大家知道當有電壓加在**上時,對矽片有了電注入,電注入激發出非平衡載流子,電壓越大激發的非平衡載流子越多,形成的暗電流越大,暗電流的增長速度隨電壓電壓越大而變慢,直到**被擊穿。一般我們測試暗電流的標準電壓為12v,測得的曲線和標準的曲線相比後,可以的出**的基本情況。

如在1區我們發現暗電流過大則對應的薄層區出了問題,2區暗電流過大,說明問題出在體區,同樣3區出現問題,說明我們的結做的有問題,擴散,絲網印刷,溫度等引數都會影響暗電流,只要我們知道哪齣了問題,就可以根據這去找出問題的原因,所以測試暗電流對工藝的研究是很有用的。

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