关键字：电极、光伏发电、别墅太阳能发电

作为光伏发电设备一种组成部分，电极的作用是将电池产生的电流引出，这要求与电极相关的电阻越小越好，包括电极材料本身的电阻以及电极与硅材料的接触电阻，此外还要考虑到电极材料和硅的接触牢固度，目前在别墅太阳能发电行业中，电极类产品不在少数。

在各种金属材料中，能够实现与硅材料形成低接触电阻且牢固度高的主要有Pd、Al，另外Ti与高掺杂的硅材料也能形成较低的接触电阻，这几种金属是硅光伏发电电池常用的电极接触材料。可用于电极接触层的金属电阻率较高，为了降低整个电极的电阻，通常在接触材料上用Ag制备低电阻的导电层，为了防止Ag和Ti之间的不良反应，还需要在两者之间加人Pd作为阻挡层，因此硅光伏发电电池的上电极一般采 用Ti/Pd/Ag三层结构，而下电极根据电池结构不同有几种形式，常规电池可采用 Pd/Ag 二层结构，背场电池可采用Ti/Pd/Ag三层结构。目前空间用电池一般均采用了背反射技术，即在硅片背面用较薄的A1层来反射到达电池背面的太阳光，因此实际上普遍采用了 Al/Ti/Pd/Ag四层结构，此结构在别墅太阳能发电得到一定程度的使用。

 

空间用硅太阳光伏发电电池的电极均采用真空镀膜的方法制备，真空镀膜机的基本结构如下图所示，主要由真空系统、蒸发系统、工件盘及加热系统组成。

真空镀膜机的基本结构

 

太阳电池真空镀膜的基本过程为：

 

1、对衬底片清洗，去除各种污染和杂质，从而提高电极和衬底的牢固度；有时还要用氢氟酸去除表面的氧化层，衬底片清洗后进行甩干或烘干。

 

2、打开镀膜机真空室，在蒸发源或坩埚内装人相应的金属材料，在工件盘上装上衬底片，关闭真空室后开启真空泵抽真空。

 

3、当真空度达到1/1000 Pa后开始进行蒸镀，蒸镀下电极时一般先要对衬底进行烘烤处理。首先在挡板关闭的状态下对蒸镀材料进行预熔处理，使蒸发材料充分熔融并稳定，打开挡板进行蒸发，到达规定的时间或规定的膜厚时关闭挡板，并关闭蒸发源，用同样的方法依次蒸镀其他材料。

 

4、蒸镀结束后关闭真空泵，当真空室内的温度降到80°C以下时打开放气阀，将空气或氮气充入真空室使真空室内的气压达到一个大气压，然后打开真空室取出衬底片。

 

目前空间用光伏发电电池不仅应用于航空领域，也在别墅太阳能发电领域的家庭光伏发电装置中普遍使用，该电池一般使用背反射技术，采用四层组装结构。