Репортаж от Wedoany，Исследователи из Восточно-Китайского университета науки и технологий (East China University of Science and Technology) изучили механизм деградации низкосеребряных электродов в гетеропереходных (HJT) солнечных элементах, стремясь предоставить рекомендации по проектированию фотоэлектрических модулей, сочетающих экономическую эффективность и высокую производительность.
Автор-корреспондент команды Сяоцзюнь Е (Xiaojun Ye) сообщил изданию pv magazine, что в ходе исследования систематически изучалось термическое старение медных (Cu) электродов, покрытых серебром (Ag), в гетеропереходных солнечных элементах. Было обнаружено, что взаимная диффузия между слоями серебра и меди приводит к значительному увеличению контактного сопротивления. Исследование не только объяснило потенциальный механизм деградации, но и предоставило ключевые рекомендации для разработки экономически эффективных и надежных стратегий металлизации компонентов HJT-солнечных элементов.
Исследование основывалось на предпосылке, что влияние термического старения на электроды из меди с серебряным покрытием, особенно с тонкой серебряной оболочкой, используемой в коммерческих пастах, еще не до конца изучено. В связи с этим ученые сосредоточились на изучении процессов деградации в условиях ускоренного старения, связывая эволюцию микроструктуры и явления взаимной диффузии с электрическими характеристиками и долгосрочной надежностью.
В экспериментах исследователи использовали серебро-медную пасту, состоящую из частиц типа «ядро-оболочка», субмикронного серебряного порошка и эпоксидной матрицы. Размер частиц составлял от 2 до 4 микрометров, а толщина серебряной оболочки — около 70 нанометров. С помощью трафаретной печати паста была нанесена на n-тип монокристаллические кремниевые пластины, затем высушена при 150 градусах Цельсия и отверждена при 195 градусах Цельсия.
Электрические характеристики серебро-медных электродов оценивались методом передаточной линии (TLM). Анализ показал, что линейное сопротивление (Rline) и удельное контактное сопротивление (ρc) увеличивались с течением времени старения и сильно зависели от температуры. Кроме того, чувствительность удельного контактного сопротивления к температуре была значительно выше, чем у линейного сопротивления, что указывает на то, что деградация границы раздела является основным фактором, приводящим к ухудшению электрических характеристик.
С помощью таких методов, как энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия (EDS), сканирующая электронная микроскопия с фокусированным ионным пучком (FIB-SEM) и рентгеновская дифракция (XRD), исследователи подтвердили, что деградация в основном обусловлена взаимной диффузией серебра и меди, а также образованием дефектов.
Исследовательская группа пришла к выводу, что электрическое поведение контролируется двумя конкурирующими процессами: с одной стороны, спекание улучшает контакт между частицами, временно усиливая электрическое соединение; с другой стороны, взаимная диффузия между серебром и медью и образование дефектов постепенно разрушают внутреннюю структуру. По мере продолжения процесса старения второй процесс становится доминирующим, и первоначально непрерывная проводящая сеть разрывается на изолированные и плохо соединенные пути, вынуждая электроны проходить через более извилистые и прерывистые структуры, что в конечном итоге приводит к серьезному долгосрочному ухудшению электрических характеристик.
Ученые подчеркнули, что теоретический анализ показывает, что в реальных условиях эксплуатации диффузия на границе раздела и эволюция пустот являются основными факторами, определяющими долгосрочную надежность, поэтому повышение стабильности границы раздела имеет решающее значение для улучшения долговечности устройств.
Результаты исследования были опубликованы в виде статьи в журнале «Solar Energy Materials and Solar Cells» (Солнечные элементы) под названием «Термическое старение, индуцирующее взаимную диффузию и деградацию надежности в низкосеребряных электродах для SHJ-солнечных элементов» (Thermal aging-induced interdiffusion and reliability degradation in low-silver electrodes for SHJ solar cells). Исследование предоставляет ключевые сведения для достижения баланса между снижением содержания серебра и обеспечением долгосрочной надежности компонентов в технологии HJT.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
