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太阳能正银分析——(3)

小的银颗粒之所以电性能不好,从动力学上来说主要小颗粒银粉由于自身易于烧结,从而由于烧结成块减少了和玻璃的接触面积,以致减少了银在玻璃里的溶解量,而同时由于银自身的过度烧结一体,把玻璃很大程度上都挤到硅表面层,这样从那个物理结构模型来看最终得到了一个厚的玻璃过度层和极少量的银胶体颗粒存于玻璃相中,这样的结构很明显接触电阻和填充因子是低,但开压是很高的,这个在前面一个帖子说过了原因。上面是小颗粒在840度高温快速烧结中的表现,而在750度的时由于温度低,有些细银粉还没烧结可以溶解到玻璃里面,所以,在750度是那个开压要比高温时小的。对于这一点杨云霞教授研究的很透彻,你如果看看过07年她和上海佩仕电子合作申请的专利的话就很明白了。
那个大颗粒的动力学过程及物理结构模型解释就很简单了,那就是由于大颗粒烧结活性低,在玻璃出现液相是未能烧结而大量溶解到玻璃种,而这种溶解了大量Ag胶粒的玻璃体在冷却时很容易过饱和而造成银胶体颗粒析晶长大,从而导致低的开压,好的接触电阻差的填充高的漏电,同时由于玻璃早于Ag烧结而出现液相,因而也会导致玻璃过多集中于银硅之间导致接触变差。这个大颗粒主要导致性能变差是那个析晶异常长大的颗粒坏极大的破坏PN结,而有的大颗粒还可能直接和硅接触导致局部Ag离子扩散浓度过大影响PN结的,所以这个大颗粒的负作用是显而易见的,这也就是为什么正银更要求颗粒的一致性了。
整体的比较低温750度和高温840度的VOCFF曲线,我们会发现,高温烧结的浆料开压在细到中颗粒之间开压有一个稳定的比较高的区域,而在此区域中FF有一个极值,而这就给了我们一个工艺可控性,即VOC在一定范围内我们通过精细调整得到那个好的FF及RS。而且这个VOCFF要整体高于低温750度的,这也就是为什么杜邦后面的1718要升高温度快烧的原因。因为从银浆自身来说高温低温都可做的,但有时候这些又会受到设备工艺条件的限制,但关键还是自己要搞清楚这个材料内部变化的真正规律。
杜邦福禄这些大公司都是通透的去做一个产品,把一个产品里里外外所有边界条件所有的变化都搞清楚的,而我们基本是从仿制这些大佬公司产品开始的,也就是说是在大佬界定了产品的边界条件里进行仿制的,这当然就少走了很多弯路,但这确实很难发现里面所有变化的。越看这个福禄的论文越觉得如此。

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