用于金屬穿孔卷繞硅太陽能電池的導(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)的硅太陽能電池結(jié)構(gòu)使用負(fù)極來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)上入射的合適波長的輻射充當(dāng)產(chǎn)生電子-空穴對的外部能源。存在于Ρ-η結(jié)處的電勢差會導(dǎo)致空穴和電子以相反的方向跨過該結(jié)移動，從而生成能夠向外部電路傳送電力的電流。大部分太陽能電池為已經(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(收集器線)以及使指狀線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型硅基板的太陽能電池相比，具有η型硅基板的太陽能電池(η型硅太陽能電池)理論上能夠產(chǎn)生更高的效率增益。
[0004]如在常規(guī)硅太陽能電池的情況下，MffT硅太陽能電池可被制備成具有P型硅基板的MffT硅太陽能電池，或另選地，制備成具有η型硅基板的MffT硅太陽能電池。如在常規(guī)的太陽能電池中，MffT太陽能電池的發(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硅太陽能電池具有不同于常規(guī)太陽能電池的電池設(shè)計。常規(guī)太陽能電池的正面電極減少了可在太陽能電池的正面上獲得的有效感光面積，從而降低了太陽能電池的性能。MffT太陽能電池具有在太陽能電池背面上的兩個電極。這可通過例如利用激光鉆孔形成小空穴來完成，所述小空穴在電池的正面和背面之間形成通路。
[0005]MffT硅太陽能電池的正面設(shè)有細(xì)的導(dǎo)電金屬收集器線形式的正面金屬化，所述收集器線按通常用于MffT硅太陽能電池的圖案來布置，例如網(wǎng)格狀或網(wǎng)狀圖案或者細(xì)平行指狀線形式。收集器線由具有燒透能力的導(dǎo)電金屬漿料來施用。在干燥之后，將所述收集器線穿過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“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)空穴前邊緣周圍的窄邊，即未覆蓋有介電鈍化層的擴(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。收集器線由具有燒透能力的導(dǎo)電金屬漿料來施用。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硅太陽能電池的光電電流流過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，從而減少了對可在太陽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太陽能電池時，需要導(dǎo)致金屬化空穴的以下導(dǎo)電性漿料:(I)在收集器線和發(fā)射器電極之間具有足夠低的串聯(lián)電阻，(2)對空穴的側(cè)面和太陽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太陽能電池硅片中空穴的金屬化。這種金屬化導(dǎo)致介于太陽能電池正面上的收集器線和背面上的發(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能電池，其包含本發(fā)明的經(jīng)焙燒的導(dǎo)電銀漿。
【具體實施方式】
[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)果是介于太陽能電池正面上的收集器線和背面上的發(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能電池正面上的收集器線和太陽能電池背面上的發(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]在一個實施例中，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窄的粒度分布。在一個實施例中，球形銀顆粒所具有1.7至1.9 μ m的d5。，其中中值粒徑d5。借助激光衍射來來確定。在一個此類實施例中，球形銀顆粒具有Cl1。多I μ m和(19。< 3.8 μ m。在另一個實施例中，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。分別代表按體積測量時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，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。在一個實施例中，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]在另一個實施例中，銀為銀薄片的形式。在一個實施例中，銀薄片的平均粒度小于10微米。在另一個實施例中，平均粒度小于5微米。
[0033]基于導(dǎo)電銀漿的總重量計，所述銀以85至95重量％的比例存在于導(dǎo)電銀漿中。在一個實施例中，基于導(dǎo)電銀漿的總重量計，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]在一個實施例中，導(dǎo)電銀漿包含釩磷銻鋅基氧化