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激光诱导光伏电池栅线成形工艺与银浆转移过程研究

文献类型:学位论文

作者于玉翠
答辩日期2024-05-17
文献子类硕士
授予单位中国科学院大学
授予地点北京
导师李少霞
关键词激光诱导前向转移 银栅线成形 流变特性 形貌表征 太阳能电池
学位专业材料工程
其他题名Research on Laser Induced Forward Transfer Process in Photovoltaic Cell Grid Line Forming
英文摘要

激光诱导前向转移技术(Laser Induced Forward Transfer,简称 LIFT)是一种高效的数字化定向转移技术,具有非接触、无损伤,材料适用性好的特点,使得它在多种相态材料的精确转移中展现出巨大的应用潜力。针对不同种类的被转移材料,LIFT 技术能够灵活调整其转移模式,以实现最佳转移效果。本文重点关注以银浆为代表的非牛顿体浆料作为被转移材料的研究,系统研究了激光诱导下银浆的转移工艺过程,获得了不同工艺参数对转移结果的影响规律,并探索和分析了银浆的非牛顿流体特性对激光诱导转移机制的影响。提出了太阳能电池电极栅线的形貌表征方法,在此基础上建立了激光-受力-成形形貌的关系,并对银浆转移过程进行了分类;通过一系列实验设计和详尽的数据分析,对激光诱导成形过程有了更加深入的认识,获得了窄线宽、大高宽比、均匀连续的栅线。

实验平台采用自主研发的 LIFT 成形系统,该系统集成了激光器、光束传输系统、工作台和控制系统等多个核心组件,为实验提供了稳定且高效的激光加工环境。此外,刮浆系统、观测系统和烘干烧结系统也是本文技术实现不可或缺的组成部分。这些系统协同工作,构成了本文所研究激光诱导银浆成形技术的设备基础。

通过实验设计,改变激光能量密度等重要参数,旨在深入研究通过激光诱导前向转移(LIFT)技术沉积的栅线的多样化形态。借助激光共焦成像技术,描述了栅线的多种形态,并据此提出了针对太阳能电池栅线的多种形态表征方案。通过对比分析实验数据,探究了不同类型的栅线形态与实验参数之间的内在联系,进而归纳出了无转移、线转移和散斑转移这三种典型的转移形式,理解 LIFT 技术的多种转移机制提供了参照。

将栅线的成形过程分为发泡、接触和分离三个阶段。这三个阶段中,银浆的行为特征因转移形式的不同而呈现出显著差异。在无转移形式下,银浆在发泡阶段未能有效形成稳定的凸起,导致后续无法形成接触,没有连续的栅线产生。而在线转移形式中,银浆在发泡阶段形成稳定的凸起,随后在接触阶段与基底材料良好浸润,最终在分离阶段形成连续的栅线。散斑转移形式的银浆在发泡阶段的高压作用下不稳定,导致破裂,栅线形态表现为不连续的散斑状。结合银浆的流变特性和与材料的浸润性,分析了激光诱导银浆的转移机制,深入理解栅线成形过程、优化工艺参数以及进一步提升栅线成形质量奠定了坚实的基础。

语种中文
源URL[http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/95135]  
专题宽域飞行工程科学与应用中心
推荐引用方式
GB/T 7714
于玉翠. 激光诱导光伏电池栅线成形工艺与银浆转移过程研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2024.

入库方式: OAI收割

来源:力学研究所

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