納米硅硼漿及其應(yīng)用于制備perl太陽(yáng)能電池的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于納米材料領(lǐng)域，具體設(shè)及一種納米娃棚漿及其應(yīng)用于制備PE化太陽(yáng) 能電池的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，普通P型晶體娃太陽(yáng)能電池的效率通常低于20%。目前，一種效率高于20% 的PERC電池正走出實(shí)驗(yàn)室面向量產(chǎn)。
[0003] 區(qū)別于普通P型電池，PERC電池的關(guān)鍵在于背純化和點(diǎn)接觸。通常，在電池背面 沉積一層或多層電介質(zhì)膜對(duì)娃片背表面進(jìn)行純化處理。純化膜的作用主要有兩點(diǎn)，一來(lái)飽 和娃片表面娃原子的懸掛鍵；二來(lái)建立一個(gè)表面電場(chǎng)。從而，降低少數(shù)載流子的表面復(fù)合速 率，提高光電轉(zhuǎn)換效率。純化膜一般是絕緣體。為了將電流導(dǎo)出電池，生產(chǎn)PERC電池時(shí)通 常用激光將純化膜開(kāi)出一些直徑約40微米大小的孔洞，然后將侶漿灌入孔洞中，侶漿燒結(jié) 后形成侶電極并與娃片形成接觸。由于接觸面很小，故稱(chēng)為點(diǎn)接觸。
[0004] 如圖1所示，①為娃片，通常是P型娃片；②為第一層純化膜，通常是Al2〇3或SiO 2; ⑨為第二層純化膜，通常是Si化；④為侶電極，通常是通過(guò)侶漿燒結(jié)而成；⑥為接觸點(diǎn)（即 純化膜開(kāi)孔處）。
[0005] 制備接觸點(diǎn)⑥一般通過(guò)燒結(jié)正反面電極進(jìn)行。燒結(jié)溫度通常高達(dá)830°C，遠(yuǎn)高于娃 侶共烙溫度577°C。當(dāng)燒結(jié)溫度升至娃侶共烙點(diǎn)時(shí)，接觸點(diǎn)⑥處的娃和侶發(fā)生共烙，娃沿著 開(kāi)口溢出純化膜外，并向四周的侶電極④擴(kuò)散。在冷卻過(guò)程中當(dāng)溫度降至娃侶共晶析出時(shí)， 部分溢出的娃遺留在侶漿電極④中，導(dǎo)致接觸點(diǎn)⑥處形成空洞。娃侶接觸不良，電池效率受 損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種納米娃棚漿及其應(yīng)用于制備陽(yáng)化太陽(yáng)能電池的方法， 可W解決PERC電池常出現(xiàn)的接觸不良問(wèn)題，并提升電池效率，將PERC電池升級(jí)為PE化電 池。
[0007] 同時(shí)，本發(fā)明公布一種陽(yáng)化太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)。
[000引為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
[0009] 一種納米娃棚漿，其特征在于，按重量配比，含有10~50份納米娃粉、20~100份 溶劑、0~20份添加劑，納米娃的粒徑為10~200納米；其中，所述納米娃粉含有單質(zhì)棚或 棚化合物或二者混合物，其組成為50-100份娃、0. 05-50份棚、0-50份棚化合物；所述棚化 合物含有棚化娃或=氧化二棚或二者混合物。
[0010] 優(yōu)選的，所述溶劑為松油醇、或檀香或二者混合物，所述混合物配比為0~80份松 油醇和20~100份檀香；所述添加劑為己基纖維素。
[0011] 工藝路線(xiàn)一；采用激光處理方法
[0012] 利用如上所述的納米娃棚漿應(yīng)用于制備陽(yáng)化太陽(yáng)能電池的方法，包括如下步驟： 1、娃片清洗植絨；2、POCls擴(kuò)散，制備發(fā)射極；3、清洗背面、拋光；4、背面沉積A1 203純化膜； 5、雙面沉積Si化膜，6、印刷侶漿/銀漿；7、燒結(jié)侶漿/銀漿；其特征在于，在所述步驟5之 后、步驟6之前，在娃片背面印刷并烘干所述納米娃棚漿，印刷時(shí)所述納米娃棚漿全覆蓋在 娃片背面或者局部覆蓋在娃片背面，烘干完成后對(duì)所述納米娃棚漿進(jìn)行激光處理。
[0013] 優(yōu)選的，對(duì)所述納米娃棚漿進(jìn)行激光處理的工藝參數(shù)為：激光波長(zhǎng)為532nm，激光 功率lO-lOOw，頻率0. 1-50MHZ，掃描速度l-50m/s，光斑尺寸l-200um。
[0014] 工藝路線(xiàn)二；采用高溫處理方法
[0015] 利用如上所述的納米娃棚漿應(yīng)用于制備陽(yáng)化電池的工藝方法，包括如下步驟；1、 娃片正面植絨、背面拋光；2、P0Cl3擴(kuò)散，制備發(fā)射極；3、清洗磯娃玻璃；4、背面沉積Al2〇3純 化膜；5、雙面沉積Si化膜；6、激光開(kāi)孔穿透純化膜，7、印刷侶漿/銀漿；8、燒結(jié)侶漿/銀漿； 其特征在于，在所述步驟1之后、步驟2之前，在娃片背面印刷所述納米娃棚漿，采用全覆蓋 在娃片背面或者局部覆蓋，烘干后，對(duì)所述納米娃棚漿進(jìn)行高溫處理。
[0016] 優(yōu)選的，所述高溫處理納米娃棚漿在工業(yè)管式擴(kuò)散爐進(jìn)行，溫度范圍900-1050°C， 時(shí)間為1-2小時(shí)。
[0017] 優(yōu)選的，上述工藝路線(xiàn)一和工藝路線(xiàn)二中，完成印刷所述納米娃棚漿后，在工業(yè)紅 外烘干爐內(nèi)烘干，烘干溫度為100~200°c，烘干時(shí)間為1~5分鐘。
[0018] 采用上述工藝路線(xiàn)一或工藝路線(xiàn)二制得的陽(yáng)化太陽(yáng)能電池，其特征在于，在娃片 背面依次沉積有Al2〇3純化膜和Si化純化膜，在所述Si化純化膜上印刷有金屬電極漿料。 通過(guò)燒結(jié)，所述金屬電極貫穿所述Al2〇3純化膜和Si化純化膜。在開(kāi)孔處金屬電極與所述 娃片形成接觸，所述開(kāi)孔內(nèi)填充有納米娃棚漿，所述娃片為P型娃片。
[0019] 優(yōu)選的，所述開(kāi)孔處的金屬電極為侶漿電極，在非開(kāi)孔處的金屬電極為侶漿電極 或銀漿電極。
[0020] 優(yōu)選的，所述開(kāi)孔處的金屬電極為銀漿電極，在非開(kāi)孔處的金屬電極為侶漿電極。
[0021] 優(yōu)選的，所述納米娃棚漿在高溫或激光處理過(guò)程中，棚向娃片內(nèi)部擴(kuò)散，在開(kāi)孔處 的娃片形成P+區(qū)，所述P+區(qū)的棚濃度等于或大于P型娃片的棚濃度。P+區(qū)的棚濃度在 2*l〇2°-5*l〇2iatm/cm3 之間。
[00巧原理說(shuō)明：
[0023] 納米娃棚漿經(jīng)過(guò)高溫或激光處理后形成晶體娃，并將純化膜開(kāi)口填滿(mǎn)，防止娃侶 接觸處形成空洞，解決了 PERC電池常出現(xiàn)的接觸不良問(wèn)題。另一方面，在高溫或激光處理 過(guò)程中棚向娃片內(nèi)部擴(kuò)散，在純化膜的開(kāi)口處形成P+區(qū)。由于P+區(qū)棚濃度遠(yuǎn)高于P型娃 片的棚濃度，產(chǎn)生化學(xué)位差，形成所謂的局部棚背場(chǎng)。棚背場(chǎng)建立的勢(shì)壘阻止光生載流子遷 移到純化膜開(kāi)口處發(fā)生復(fù)合被消耗掉。總之，棚背場(chǎng)的形成直接將陽(yáng)RC升級(jí)為陽(yáng)化實(shí)現(xiàn) 電池效率提升。
[0024] 發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：
[0025] 傳統(tǒng)的陽(yáng)化電池結(jié)構(gòu)，通過(guò)S漠化棚擴(kuò)散工藝完成，且過(guò)程中設(shè)及一系列的掩膜 工藝，清洗工藝、高溫處理工藝，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本極高，且=漠化棚是一種非常危險(xiǎn)的劇 毒化學(xué)品，限制了工業(yè)化量產(chǎn)。本發(fā)明采用最簡(jiǎn)單的、適合工業(yè)化量產(chǎn)的絲網(wǎng)印刷技術(shù)，將 納米娃棚漿印刷于娃片表面，通過(guò)高溫?cái)U(kuò)散或激光滲雜工藝路線(xiàn)完成P+區(qū)的棚擴(kuò)散。納 米娃漿料無(wú)毒環(huán)保，絲網(wǎng)印刷技術(shù)將棚源直接印刷至所需棚擴(kuò)散區(qū)域，避免了氣態(tài)源擴(kuò)散 (S漠化棚）工藝中的掩膜，清洗工藝。與陽(yáng)RC電池相比，僅需增加印刷機(jī)，烘干爐，即可完 成陽(yáng)化的升級(jí)。本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單，且成本較低。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為陽(yáng)RC電池背面局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖2為本發(fā)明公開(kāi)的PE化電池背面局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[002引圖3為本發(fā)明所述工藝路線(xiàn)一的流程圖；
[0029] 圖4為本發(fā)明所述工藝路線(xiàn)二的流程圖；
[0030] 其中，①為娃片；②為AI2O3純化膜；⑨為Si化純化膜；④為金屬電極；⑥為純化膜 開(kāi)口處；⑧為納米娃棚漿；⑦為P+區(qū)；
【具體實(shí)施方式】
[0031] W下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0032] 實(shí)施例1 ;按照工藝路線(xiàn)一，如圖3所示：
[003引 （1)按正常的陽(yáng)RC電池制備工藝完成W下流程；1、娃片清洗植絨；2、POCl3擴(kuò)散制 備發(fā)射極；3、清洗、背面拋光；4、背面沉積Al203純化膜；5、雙面沉積Si化膜；
[0034] (2)利用絲網(wǎng)印刷設(shè)備將納米娃棚漿局域印刷于（1)過(guò)程之后的純化膜上面；納 米娃棚漿的組成為；80份檀香和20份納米娃粉，納米娃的平均粒徑為50納米，棚含量為 5%。棚漿的印刷圖案是一組與娃片邊沿平行、均勻排列的邊正方形，其邊長(zhǎng)為lOOum，相鄰 邊距為500um。棚漿厚度為2. 5um。
[003引 做將印刷娃片在工業(yè)紅外烘干爐內(nèi)烘干，烘干溫度為150。烘干時(shí)間為5分鐘。
[0036] (4)利用納秒激光器對(duì)印有納米娃棚漿區(qū)域進(jìn)行激光處理，激光束聚焦在娃片表 面的光斑直徑為50um，波長(zhǎng)為532nm，功率為45w，頻率為500KH，掃描速度為8m