接触电阻影响因素分析

接触电阻影响因素分析2目录Al对降低接触电阻的作用03.Al2O3层厚度对接触电阻的影响02.金字塔尺寸对接触电阻的影响01.3金字塔尺寸对接触电阻的影响PART014比较三种尺寸金字塔的接触性能，以下是三种金字塔SEM图。AnkitKhanna,etal.Influenceofrandompyramidsurfacetextureonsilverscreen-printedcontactformationformonocrystallinesiliconwafersolarcells[J].SolarEnergyMaterials&SolarCells,2015.对应的接触电阻分别为A（2.9mΩcm2），B（3.4mΩcm2），C（5.3mΩcm2）不同金字塔高度下的接触电阻5除了在金字塔顶部能够观察到Ag晶粒，金字塔斜面等其它部位没有形成Ag晶粒，因此大尺寸金字塔并不能改善接触性能。由于接触部位是在金字塔顶端及附近区域，一些小尺寸金字塔同样会在顶部形成Ag晶粒，因此提高单面面积中的金字塔尖端数量有助于改善接触性能。

SEMmicrographsoftheglasscoverageoftexturedsurfacesobservedafterHNO3

etchingofsamplesfromcellgroupsA,B,andC.SEMmicrographsofAgcrystallitesobservedafterHNO3+HFetchingofsamplesfromcellgroupsA,B,andC.金字塔结构对接触性能影响的原因分析6Al2O3层厚度对接触电阻的影响PART027在n型电池p+发射极上制备不同Al2O3厚度的Al2O3/SiNx叠层结构，控制总厚度为80nm，控制Al2O3厚度介于2nm~70nm，通过测试接触电阻Rc发现，Al2O3层厚度为4nm时，Rc降低至1.12mΩ·cm2的最小值，之后随着Al2O3厚度增加Rc逐渐增大。Changeofspecificcontactresistance(Rc)valueasfunctionofaluminumoxidefilmthickness.ThevalueofRcwasmeasuredbyTLMmethod.X.Y.Chen,etal.EffectofAl2O3filmonsilverpastecontactformationatsiliconsurface[J].SolarEnergy,2017.Al2O3层厚度对Ag接触电阻的影响8泡状孔洞：用硝酸去除Ag栅后发现在Al2O3厚度小于20nm的情况下，玻璃相中存在许多泡状孔洞，这些孔洞是由于反应时生成的N2在挥发过程中所引起的，随着Al2O3厚度的增加，泡状孔洞数量逐渐减少。Ag晶粒分布状态：Al2O3层厚度增加到4nm时，形成了数量最多的Ag晶粒，超过4nm之后，随着Al2O3厚度的增加，Ag晶粒数量逐渐减少，并在40nm时消失。SEMtopviewimagesoftexturedpyramidalcontactsurfacewithSilverfingerswereremovedbynitricacidsolution.ThethicknessofaluminumoxideusedinAl2O3/SiNxstack:(a)2nm,(b)4nm,(c)8nm,(d)20nm,(e)40nm,(f)60nm.不同Al2O3层厚度下的接触界面微观形貌与Ag晶粒分布形态9在10%HF溶液中去除表面玻璃相后，发现在金字塔表面分布着许多Ag晶粒，这些Ag晶粒对Si表面产生了刻蚀并部分穿入Si表面从而与Si形成直接接触，为电流提供了导电通道。SEMtopviewimagesoftexturedpyramidalcontactsurfacewithoutfritsresiduals:adheredglasslayerwasremovedby10%HFsolution.Thewhiteparticlesaresilverparticles.ThethicknessofaluminumoxideusedinAl2O3/SiNxstackis:(a)2nm,(b)4nm,(c)8nm,(d)20nm,(e)40nm,(f)60nm.不同Al2O3层厚度形成的Ag晶粒分布状态10根据XPS测试发现，在界面处存在Si、Al、Pb、Ag、O元素，并且Ag-Ag键与Pb-O键结合状态并没有改变，主要是Al2O3与玻璃相之间的相互作用引起界面玻璃相化学组成与性质的变化。HighresolutionX-rayphotoemissionspectraofcontactinterface:(a)Si2pspectraforcontactinterfacebeforeandaftersamplesurfacesputteredbyArion.(b)Al2pXPSforcontactinterfacebeforeandafterArionsputtered.(c)Ag3d.(d)Pb4f.Al2O3层对接触界面物相组成的影响11Al对降低接触电阻的作用PART0312Ag与Si表面理论上可以获得~2×10-5cm2的低接触电阻，但因为表面氧化形成1~2nm的SiO2氧化层，导致接触接触接近1Ωcm2，加入Al浆可以在表面形成尖峰破坏氧化层，达到直接接触的效果，从而降低接触电阻。其中，下图中的Al质量分数为1.5wt%。WeiWu，etal。Roleofaluminuminsilverpastecontacttoboron-dopedsiliconemitters[J].AIPADVANCES,