正面银电极浆料是生产晶硅太阳能电池片的关键原材料之一,其成分与性能对提高晶硅太阳能电池光电转换效率进而降低生产与使用成本具有极大的影响,开展正面银电极浆料流变与银硅欧姆接触性能研究,对促进银浆的研制与性能提升具有重大的理论意义和应用价值。在分析银浆内部网络结构的基础上,采用流变仪研究了乙基纤维素、触变剂、溶剂以及有机载体对银电极浆料流变性能的影响。结果表明,乙基纤维素以自由高分子状态存在于溶液中,并通过耗尽絮凝机制使银粉之间产生弱絮凝结构;触变剂分子链之间以及与乙基纤维素分子相互缠结形成内部网络结构;银浆粘度随乙基纤维素与触变剂含量的增大而增大,而银浆剪切稀化程度几乎不随乙基纤维素和触变剂含量的变化而改变;树脂分子链在溶剂中的构形影响着其与颗粒的相互作用;有机载体含量对低剪切条件下银浆粘度影响较小,而银浆在高剪切条件下的粘度随有机载体含量的减小而明显提高。研究了银浆流变性能优化方法。结果表明,通过树脂体系的设计可以在不明显增大银浆高剪切粘度的前提下实现对银浆颗粒间相互作用的调整;组合使用可控絮凝分散剂-触变剂,能够起到优化浆料内部结构及其恢复特性的目的;纳米炭黑的加入对银粉颗粒产生的排空效应,一定程度上增强了银浆的内部网络结构。研究了玻璃相与晶硅的蚀刻反应与玻璃溶银特性。结果表明,银是以Ag⁺形式溶入到玻璃中;低软化点的弱酸性或碱性玻璃的Ag₂O溶解度会随着温度的升高而增大,使得金属化过程中界面玻璃层中析出大量纳米银胶粒成为可能;TeO₂制备的亚碲酸盐玻璃具有低熔点、强的与Si蚀刻反应能力和良好的溶银能力,更适合于高方阻浅发射极电池和高温短时烧结工艺的要求。研究了Pb-Te-Bi-O和Pb-Te-Si-O两种PTO玻璃的热性能、溶银以及与SiN_x、Si蚀刻反应特性。结果表明,玻璃与SiN_x蚀刻反应特性与玻璃粘温特性密切有关,而与具体的玻璃组成没有直接的关系;高粘度玻璃迁移到银硅界面时的烧结温度较高,使得玻璃与SiN_x蚀刻过程发生在相对高温区,且蚀刻反应持续时间也相对较长;玻璃含银量越高,与Si的反应速度越快,硅发射极表面生长的银晶体尺寸越大;玻璃与Si蚀刻的蚀刻反应同样与玻璃粘温特性密切相关;玻璃析晶生成的低熔点残余玻璃相能够促进玻璃在相对低温下加速溶银,有利于提高界面玻璃相的银含量。研究了Pb-Te-O玻璃对银硅欧姆接触性能的影响规律,并分析了欧姆接触界面的电流传输机制。结果表明,玻璃粘温特性对玻璃与Si的蚀刻反应以及银晶粒的形核长大过程都有着决定性的影响;“纳米银胶辅助的隧穿效应”是银硅界面电流传输的主要形式;玻璃通过影响银浆烧结致密化行为,能够显著地改变玻璃向电池表面迁移以及后续的蚀刻反应过程,进而影响银硅接触界面微观结构和电池的电性能。研究了银浆烧结及银硅欧姆接触的实现过程。结果表明,银浆烧结过程可分为烧结前期、烧结中期和烧结后期三个阶段;玻璃熔体的迁移过程主要发生在银浆烧结前期和中期;在银浆烧结后期,银粉接触区烧结颈的进一步长大导致银层内形成孤立的孔隙,来不及迁移的玻璃熔体夹杂于银烧结层中;硅发射极表面银晶体形成温度与界面玻璃相性质密切相关,界面玻璃相粘度越大,银晶体形成温度越高;过高的烧结温度会造成界面玻璃层增厚以及界面玻璃层中析出的银晶粒数量的减少,导致欧姆接触电阻增高。研究了玻璃粉液化温度与含量、银粉和ZnO添加剂对银浆烧结银硅界面微观结构的影响。结果表明,高液化温度玻璃对银粉烧结致密化存在一定的阻碍作用,不利于烧结过程中浆料内部孔隙的消除;银粉烧结活性越大,玻璃熔体能够更快地迁移至银硅界面,加剧界面蚀刻反应;玻璃粉含量越多,烧结时玻璃熔体越容易迁移至银硅界面,银硅界面玻璃层增厚;在烧结过程中ZnO以Zn²⁺形式溶入玻璃熔体中,通过降低玻璃在高温下的粘度,促进玻璃对Si的蚀刻反应。