用于金屬穿孔卷繞硅太陽(yáng)能電池的導(dǎo)電銀漿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于金屬穿孔卷繞(MffT)硅太陽(yáng)能電池中的導(dǎo)電銀漿以及用所述導(dǎo)電銀漿制成的相應(yīng)的MffT硅太陽(yáng)能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]具有P型(P摻雜)硅基板的常規(guī)太陽(yáng)能電池在其正面上具有η型(η摻雜)擴(kuò)散層形式的η型發(fā)射器。這種常規(guī)的硅太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)使用負(fù)極來(lái)接觸電池的正面即光照面、以及在背面上的正極。眾所周知，在半導(dǎo)體的ρ-η結(jié)上入射的合適波長(zhǎng)的輻射充當(dāng)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)的外部能源。存在于Ρ-η結(jié)處的電勢(shì)差會(huì)導(dǎo)致空穴和電子以相反的方向跨過(guò)該結(jié)移動(dòng)，從而生成能夠向外部電路傳送電力的電流。大部分太陽(yáng)能電池為已經(jīng)金屬化的硅片形式，即設(shè)有導(dǎo)電的金屬電極。通常，正面金屬化為所謂的H圖案的形式，即網(wǎng)格陰極的形式，其包含細(xì)的平行指狀線(xiàn)(收集器線(xiàn))以及使指狀線(xiàn)成直角相交的匯流條，而背面金屬化是與銀或銀/鋁匯流條或插片電連接的鋁陽(yáng)極。借助于這兩種電極收集光電電流。
[0003]另選地，具有η型硅基板的反向太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)也是已知的。該電池在正面上具有帶正極的正面P型硅表面(正面P型發(fā)射器)，并且具有負(fù)極以接觸電池的背面。由于η摻雜硅中的電子重組速度降低，因此與具有P型硅基板的太陽(yáng)能電池相比，具有η型硅基板的太陽(yáng)能電池(η型硅太陽(yáng)能電池)理論上能夠產(chǎn)生更高的效率增益。
[0004]如在常規(guī)硅太陽(yáng)能電池的情況下，MffT硅太陽(yáng)能電池可被制備成具有P型硅基板的MffT硅太陽(yáng)能電池，或另選地，制備成具有η型硅基板的MffT硅太陽(yáng)能電池。如在常規(guī)的太陽(yáng)能電池中，MffT太陽(yáng)能電池的發(fā)射器通常由充當(dāng)抗反射涂層(ARC)的介電鈍化層覆蓋。然而，MffT硅太陽(yáng)能電池具有不同于常規(guī)太陽(yáng)能電池的電池設(shè)計(jì)。常規(guī)太陽(yáng)能電池的正面電極減少了可在太陽(yáng)能電池的正面上獲得的有效感光面積，從而降低了太陽(yáng)能電池的性能。MffT太陽(yáng)能電池具有在太陽(yáng)能電池背面上的兩個(gè)電極。這可通過(guò)例如利用激光鉆孔形成小空穴來(lái)完成，所述小空穴在電池的正面和背面之間形成通路。
[0005]MffT硅太陽(yáng)能電池的正面設(shè)有細(xì)的導(dǎo)電金屬收集器線(xiàn)形式的正面金屬化，所述收集器線(xiàn)按通常用于MffT硅太陽(yáng)能電池的圖案來(lái)布置，例如網(wǎng)格狀或網(wǎng)狀圖案或者細(xì)平行指狀線(xiàn)形式。收集器線(xiàn)由具有燒透能力的導(dǎo)電金屬漿料來(lái)施用。在干燥之后，將所述收集器線(xiàn)穿過(guò)正面介電鈍化層燒透，從而與硅基板的正面產(chǎn)生接觸。術(shù)語(yǔ)“具有燒透能力的金屬漿料”表示以下金屬漿料，該漿料在焙燒過(guò)程中蝕刻并穿透(燒透)鈍化層或ARC層，從而與硅基板的表面產(chǎn)生電接觸。
[0006]空穴的內(nèi)側(cè)和(如果存在)空穴前邊緣周?chē)恼叄次锤采w有介電鈍化層的擴(kuò)散層，設(shè)有金屬化，所述金屬化以在空穴側(cè)面上的導(dǎo)電金屬層形式或以導(dǎo)電金屬塞(完全填充有導(dǎo)電金屬的空穴)形式。收集器線(xiàn)的端子與空穴的金屬化重疊，并且因此與之電連接。收集器線(xiàn)由具有燒透能力的導(dǎo)電金屬漿料來(lái)施用。所述空穴的金屬化通常由導(dǎo)電金屬漿料施用，然后被焙燒。所述空穴的金屬化充當(dāng)發(fā)射器觸點(diǎn)并形成連接至發(fā)射器的背面電極或電連接充當(dāng)連接至發(fā)射器的背面電極的其它金屬沉淀物。
[0007]MffT硅太陽(yáng)能電池的背面還具有直接連接至硅基板的電極。這些電極與空穴的金屬化和發(fā)射器電極電絕緣。MffT硅太陽(yáng)能電池的光電電流流過(guò)這兩種不同的背面電極，即連接至發(fā)射器的那些和連接至基板的那些。
[0008]通常在帶式爐中進(jìn)行焙燒幾分鐘至幾十分鐘的時(shí)間，其中硅片達(dá)到550°C至900°C范圍內(nèi)的峰值溫度。
[0009]由于發(fā)射器電極位于背面，從而減少了對(duì)可在太陽(yáng)能電池的正面上獲得的感光區(qū)域的遮蔽，因此改善了 MffT太陽(yáng)能電池的效率。此外，所述發(fā)射器電極可具有較大的尺寸，從而降低了歐姆損失，并且所有電連接均在背面上進(jìn)行。
[0010]當(dāng)制備MffT太陽(yáng)能電池時(shí)，需要導(dǎo)致金屬化空穴的以下導(dǎo)電性漿料:(I)在收集器線(xiàn)和發(fā)射器電極之間具有足夠低的串聯(lián)電阻，(2)對(duì)空穴的側(cè)面和太陽(yáng)能電池背面上的硅具有良好的粘附性以及(3)具有足夠高的并聯(lián)電阻以防止電池的部分(即發(fā)射器和基板)之間的有害電連接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明涉及導(dǎo)電銀漿，其包含:
[0012](a)銀；
[0013](b)釩磷銻鋅基氧化物，其包含45至60重量％的V205、15至30重量％的P205、5至20重量％的Sb2O3和3至15重量％的ZnO，其中重量％是基于釩磷銻鋅基氧化物的總重量計(jì)的；和
[0014](c)有機(jī)載體，其中銀和釩磷銻鋅基氧化物分散在有機(jī)載體中。
[0015]本發(fā)明也涉及導(dǎo)電銀漿，其包含:
[0016](a)銀；
[0017](b)碲硼磷基氧化物，其包含80至95重量％的Te02、I至10重量％的B2O3和I至10重量％的P2O5，其中重量％是基于碲硼磷基氧化物的總重量計(jì)的；和
[0018](c)有機(jī)載體，其中銀和碲硼磷基氧化物分散在有機(jī)載體中。
[0019]本發(fā)明還涉及導(dǎo)電銀漿，其包含:
[0020](a)銀；
[0021](b)碲鉬鈰基氧化物，其包含45至65重量％的Te02、20至35重量％的MoO3和10至25重量％的CeO2，其中重量％是基于碲鉬鈰基氧化物的總重量計(jì)的；和
[0022](c)有機(jī)載體，其中銀和碲鉬鈰基氧化物分散在有機(jī)載體中。
[0023]這些導(dǎo)電銀漿尤其可用于提供MffT太陽(yáng)能電池硅片中空穴的金屬化。這種金屬化導(dǎo)致介于太陽(yáng)能電池正面上的收集器線(xiàn)和背面上的發(fā)射器電極之間的金屬導(dǎo)電通路。
[0024]本發(fā)明還提供了金屬穿孔卷繞硅太陽(yáng)能電池，其包含本發(fā)明的經(jīng)焙燒的導(dǎo)電銀漿。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本發(fā)明的導(dǎo)電銀通路漿料允許制備具有改善性能的MffT硅太陽(yáng)能電池。所述導(dǎo)電銀漿具有良好的空穴填充能力。結(jié)果是介于太陽(yáng)能電池正面上的收集器線(xiàn)和背面上的發(fā)射器電極之間的金屬導(dǎo)電通路。所述漿料還可用于形成太陽(yáng)能電池正面上的收集器線(xiàn)和太陽(yáng)能電池背面上的發(fā)射器電極。
[0026]導(dǎo)電銀漿包含銀、釩磷銻鋅基氧化物、碲硼磷基氧化物或碲鉬鈰基氧化物、以及有機(jī)載體。
[0027]下文詳細(xì)討論了本發(fā)明的導(dǎo)電銀漿的每種組分。
[0028]銀
[0029]在本發(fā)明中，漿料的導(dǎo)電相為銀(Ag)。銀可以為銀金屬、銀的合金或它們的混合物的形式。通常，在銀粉中，銀顆粒為薄片形式、球形形式、顆粒形式、結(jié)晶形式、其它不規(guī)則形式、以及它們的混合物。銀能夠以膠態(tài)懸浮液提供。銀也可為氧化銀(Ag2O)、銀鹽諸如AgCl、AgNO3、AgOOCCH3(乙酸銀)、AgOOCF3(三氟乙酸銀)、正磷酸銀(Ag3PO4)、或它們的混合物的形式。也可使用與其它厚膜漿料組分相容的其它形式的銀。
[0030]在一個(gè)實(shí)施例中，所述銀為球形銀顆粒的形式。所述球形銀顆粒的粉末具有相對(duì)窄的粒度分布。在一個(gè)實(shí)施例中，球形銀顆粒所具有1.7至1.9 μ m的d5。，其中中值粒徑d5。借助激光衍射來(lái)來(lái)確定。在一個(gè)此類(lèi)實(shí)施例中，球形銀顆粒具有Cl1。多I μ m和(19。< 3.8 μ m。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述銀為不規(guī)則(結(jié)節(jié)狀)銀顆粒的形式，所述不規(guī)則銀顆粒具有5.4至11.0 μ m的d5。，以及9.6至21.7 μ m的d9。。d1Q、d5。和d 9。分別代表按體積測(cè)量時(shí)10百分率、中值或50百分率和90百分率的粒度分布。也就是說(shuō)，d50(d10, dj為使得粒子的50%(10%,90% )具有等于或小于此值的體積時(shí)的分布值。
[0031]所述銀可為未涂覆的或者所述表面至少部分地涂覆有表面活性劑。表面活性劑可以選自但不限于:硬脂酸、棕櫚酸、月桂酸、油酸、癸酸、肉豆蔻酸和亞油酸以及它們的鹽，例如銨鹽、鈉鹽或鉀鹽。在一個(gè)實(shí)施例中，表面活性劑為二甘醇，并且顆粒表面是基本上完全涂覆的。
[0032]在另一個(gè)實(shí)施例中，銀為銀薄片的形式。在一個(gè)實(shí)施例中，銀薄片的平均粒度小于10微米。在另一個(gè)實(shí)施例中，平均粒度小于5微米。
[0033]基于導(dǎo)電銀漿的總重量計(jì)，所述銀以85至95重量％的比例存在于導(dǎo)電銀漿中。在一個(gè)實(shí)施例中，基于導(dǎo)電銀漿的總重量計(jì)，所述銀以88至92重量％的比例存在于導(dǎo)電銀漿中。
[0034]釩磷銻鋅基氣化物
[0035]在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電銀漿包含釩磷銻鋅基氧化