电池片厚度与弯曲度影响

烧结工艺是将印刷在电池片正面电极，背面电极以及背电场集中在一起通过烧结炉烧结完成其表面电接触。丝网印刷电极浆料通常采用三种，即银浆、铝浆和银/铝浆。 银的尖峰烧结温度在720-830℃之间，铝的尖峰烧结温度在720-750℃之间，银铝电极的尖峰烧结温度在625-850℃之间。银-硅合金最低共熔点温度为 830℃，但适宜的烧结温度需要由实验决定。电池片烧结过程可分为升温过程和降温过程，升温过程材料处于熔体状态不会产生残余应力，本文中不予考虑；降温收缩时产生的应力使得电池片发生弯曲，本文考虑降温过程为从温度830℃降温到室温。表1 给出了硅、铝和银的弹性模量、泊松比和热膨胀系数。 二、 结果与讨论 图3 给出了电池片烧结后的弯曲变形云图，从图中可以看出电池片变形呈对称分布，从电池片中心向外变形逐渐增大，最大变形量为 2.21m m 。图4 给出了电池片中硅片层第一主应力分布云图，硅片层中第一主应力值较高的区域出现在银电极粘接区的端部，最大值为21.7MPa，这 与实验观 测 微 裂 纹 的发生区域一致 。 由于不同生产厂家生产的电池片中硅片层和铝背场厚度不一，电池片的成品率也存在较大差异。本文通过讨论硅片层厚度和铝背场厚度对电池片弯曲度的影响，并分析电池片在不同弯曲度下的应力状态，探索减小电池片弯曲度以提高成品率的改进措施。 图 5 给出了硅片层厚度与电池片弯曲度的关系曲线，从图中可以看出，随着硅片层厚度的增加电池片弯曲度逐渐减小，硅片层厚度与电池片弯曲度基本呈线性关系。硅片层厚度为 200μ m 时，电池片弯曲度为 2.66m m ，当硅片层厚度增加为 250μ m 时，对应的电池片弯曲度为 1.73m m 。也就是说，硅片层厚度对电池片弯曲度的影响较大，硅片层厚度增加 10%，电池片弯曲度减小 14%。 图6 和图7 分别给出了硅片层厚度与第一主应力最大值、第三主应力最大值的关系曲线，曲线也基本呈线性关系。随着硅片层厚度增加，第一主应力逐渐减小，硅片层厚度为200μ m 时，第一主应力为 23.9MPa，当硅片层厚度增加到 250μ m 时，对应的第一主应力减小到 19.1MPa。随着硅片层厚度增加，第三主应力绝对值也逐渐减小，硅片层厚度为 200μ m 时，第三主应力为-29.7MPa，当硅片层厚度增加到 250μ m 时，对应的第三主应力变为-27.1Mpa。 总的来说，随着硅片层厚度增加，电池片弯曲度减小，硅材料中残余应力也逐渐减小，硅片层厚度增加10%，电池片弯曲度减小14%，...