2、玻璃相的组分Ag/Si接触的影响

　　在银粉颗粒大小以及有机相组分和含量确定的条件下，采用不同铅含量的玻璃相配制成银浆料，通过丝网印刷工艺制成栅线电极，在780-850℃烧结，测定比接触电阻，结果如图3所示。

    由图3可见，随着浆料中玻璃相铅含量的增加，比接触电阻快速下降。在电极烧结过程中，当温度大于600℃时，玻璃开始软化熔融，由于硼硅酸铅玻璃的密度较之银的更大，玻璃将下沉到银电极之下，润湿并腐蚀减反射膜，进而与硅表面接触并反应，因为玻璃中的氧化铅能与硅发生氧化还原反应：Si+2PbO       Si02+2Pb

　　因此，玻璃中会有Pb单质生成。单质Pb能与Ag在304℃形成Ag-Pb低共熔体，在冷却过程中，Ag与Pb根据相图开始分相，重结晶的银颗粒分布在硅表面，因此铅被认为是形成Ag/Si接触的媒介物质。随着铅含量的增加，银粉在玻璃中的溶解量也增加，在冷却过程中，重结晶出来的银颗粒的数量和体积也增加。作为电流的收集体，其数量的增加必将导致短路电流的增大，这对电池性能的提高是有利的，也说明接触电阻减小，比接触电阻降低；而重结晶银颗粒尺寸的增大，虽然能使接触电阻减小，比接触电阻降低，但对电池性能的提高却不是一定有利的。因为根据Rusachan模型，接触电阻是压缩电阻和隧道电阻的加和，即：
                                                                        

    其中ρi—银粉的本征电阻率；d—接触点的直径；ρ1--隧道电阻率；a--接触面积。由该式可见，重结晶银颗粒尺寸越大，d和a也越大，接触电阻Rc。越小，比接触电阻ρc。也越小。但是，重结晶银颗粒尺寸太大，将击穿p-n结，降低电池性能。因此，在不击穿p-n结的情况下，玻璃中铅含量越高，重结晶银颗粒尺寸越大，比接触电阻越小，电池性能也越好。

    在电极结构中，玻璃分散于重结晶的银颗粒之间以及银颗粒与上层银电极之间，而玻璃层的厚度对银颗粒的导电机制有重要作用。如果玻璃层薄至100A或更小，就会发生银的量子力学隧道效应，导致低的接触电阻率；否则，热电子效应占主导地位，接触电阻率较高。当玻璃相中铅含量高时，其密度大，体积也小，此外，由于重结晶的银颗粒尺寸大、数量多，因此电极中玻璃层必然较薄，隧道效应占主导地位，接触电阻较小，比接触电阻较低。而且，由于上述氧化反应的发生，铅作为单质金属在玻璃相中析出，不仅改变了玻璃本身的导电性，而且还增加电流传导的多级隧道效应。玻璃相中铅含量越高，这种作用越明显，比接触电阻越小。但是，由于高铅玻璃的腐蚀性特别强，容易烧穿p-n结，导致电池性能降低。因此，只能说在最佳化的烧结工艺条件下，玻璃相中铅含量增加，能形成好的欧姆接触，比接触电阻下降。

　　三、结论

    在本工作中，通过测定比接触率定量地研究太阳电池丝网印刷用导电银浆中银粉颗粒大小和玻璃相组分对银电极／硅表面欧姆接触的影响。随着银粉颗粒尺寸的增大，形成好的欧姆接触，比接触电阻下降；当玻璃相中铅含量增加，在一定的烧结温度下，比接触电阻最小。