本发明专利技术提供了一种铝浆，所述铝浆包含粒状铝、有机载体和玻璃料，所述玻璃料选自：(i)无铅玻璃料，其具有550-611℃范围内的软化点温度，并包含11-33重量%的SiO2、>0-7重量%的Al2O3和2-10重量%的B2O3，和(ii)含铅玻璃料，其具有571-636℃范围内的软化点温度，并包含53-57重量%的PbO、25-29重量%的SiO2、2-6重量%的Al2O3和6-9重量%的B2O3，所述铝浆可用于PERC硅太阳能电池的铝背面电极的生产中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及铝浆及其在PERC (钝化发射极以及背面接触)硅太阳能电池生产中的用途，即在PERC电池型硅太阳能电池的铝背面电极以及相应的硅太阳能电池生产中的用途。
技术介绍
通常，硅太阳能电池兼具正面和背面金属喷镀(正面电极和背面电极)。常规的具有P型基板的硅太阳能电池结构使用负极来接触电池正面或光照面、以及位于背面上的正极。众所周知，在半导体的p-n结上入射的合适波长的辐射充当在该半导体中产生电子-空穴对的外部能源。存在于P-n结处的电势差会导致空穴和电子以相反的方向跨过该结而移动，从而产生能够向外部电路输送功率的电流。大部分太阳能电池呈金属喷镀的硅片形式，即具有导电的金属触点。当前生产的大部分太阳能电池均基于结晶硅。ー种流行的用于电极沉积的方法是丝网印刷金属浆料。PERC硅太阳能电池对技术人员而言是熟知的；參见(例如)P. Choulat等人，“Above 17% industrial type PERC Solar Cell on thin Multi-Crystalline SiliconSubstrate，，，22nd European Photovoltaic Solar EnergyConference (第 22 届欧洲太阳能光伏展览会)，2007年9月3日-7日(Milan，Italy)。PERC硅太阳能电池代表了常规硅太阳能电池的ー种特殊类型；它们以其正面和背面上具有介电钝化层为特征。正面上的钝化层作为ARC层(抗反射涂层)，正如常规的硅太阳能电池一祥。背面上的介电钝化层被穿孔；其用于延长载流子寿命并因此改善光转换效率。理想的是，尽可能避免损坏穿孔的介电背面钝化层。与生产常规的硅太阳能电池相似，生产PERC硅太阳能电池通常以硅片形式的P型硅基板开始，在其上通过磷(P)等的热扩散形成逆向导通式η型扩散层(η型发射极)。通常将三氯氧化磷(POCl3)用作气态磷扩散源，其它液体源为磷酸等。在不进行任何特定改性的情况下，在硅基板的整个表面上形成η型扩散层。在P型掺杂剂的浓度等于η型掺杂剂的浓度的部位形成P-n结。具有靠近光照面的P-n结的电池具有介于O. 05 μ m和O. 5 μ m之间的结深度。在形成该扩散层之后，通过酸例如氢氟酸进行蚀刻而将过量的表面玻璃从表面的其余部分除去。接着，在正面η型扩散层上形成例如Ti0x、Si0x、Ti0x/Si0x、SiNx的介电层，或具体地讲SiNx/Si0x的介电膜。作为PERC硅太阳能电池的ー个特征，也在硅片的背面上沉积介电层,得到例如介于0. 05 μ m和0. I μ m之间的厚度。例如，可使用如氢存在下的等离子CVD(化 学气相沉积)或溅射等方法进行介电层的沉积。这样的层既用作正面的ARC层和钝化层，也用作PERC硅太阳能电池背面的介电钝化层。然后对PERC硅太阳能电池背面上的钝化层进行穿孔。通常通过酸蚀刻或激光钻孔形成穿孔，如此形成的孔的直径为例如50 μ m-300 μ m。它们的深度与钝化层的厚度一致，或者甚至可以比其略深。穿孔的数量在例如每平方厘米100个至500个的范围内。正如具有P型基板和正面η型发射极的常规太阳能电池结构一祥，PERC硅太阳能电池通常在其正面上具有负极，并且在其背面上具有正扱。通常通过在电池正面的ARC层上丝网印刷正面银浆(正面电极形成银浆)并进行干燥来施加作为栅极的负极。正面栅电极通常以所谓的H图案进行丝网印刷，该图案包括细平行指状线(收集器线)和以直角与指状线相交的两条母线。此外，在P型硅基板背面的穿孔钝化层上，通常通过丝网印刷来施加背面银或银/铝浆和铝浆，并依次干燥。一般地，首先将背面银或银/铝浆施加到背面穿孔钝化层上，形成阳极背面触点，例如以两条平行母线的形式或以矩形或条的形式，从而为焊接互连带(预焊接的铜带)做准备。然后将铝浆施加到裸露区域中，其与背面银或银/铝略微重叠。在一些情况下，在施加了铝浆之后施加银或银/铝浆。然后通常在带式炉中焙烧1-5分钟，从而使硅片达到700-900°C范围内的峰值温度。正面电极和背面电极可依次焙烧或共同焙烧。通常在硅片背面的穿孔的介电钝化层上丝网印刷并干燥铝浆。在铝熔点以上的温度下焙烧硅片以在铝和硅之间的局部触点形成铝-硅熔体，即在硅片背面未被介电钝化层覆盖的那些部分，或换句话讲，在穿孔的位置。如此形成的局部P+触点通常称为局部BSF(背表面场)触点。通过从干燥状态焙烧成铝背面电极进行铝浆的转化，而背面银或银/铝浆则在焙烧时变成银或银/铝背面电极。通常，对铝浆和背面银或银/铝浆共同焙烧，但也可依次焙烧。在焙烧期间，背面铝与背面银或银/铝之间的边界呈现合金状态，并且也实现了电连接。铝电极占据背面电极的大部分区域。在背面的各部分上形成银或银/铝背面电极以作为用于通过预焊接的铜带等来互连太阳能电池的阳极。此外，在焙烧过程中，作为正面阴极而印刷的正面银浆会蚀刻并穿透ARC层，从而能够与η型层进行电接触。这类方法通常被称为“烧透”。专利技术概述本专利技术涉及可用于形成PERC硅太阳能电池的铝背面电极的铝浆(铝厚膜组合物)。还涉及形成铝浆的方法和铝浆在PERC硅太阳能电池生产中的用途以及PERC硅太阳能电池本身。本专利技术涉及铝浆，其包含粒状铝、有机载体和至少ー种玻璃料，该玻璃料选自(i)无铅玻璃料，其具有550-611°C范围内的软化点温度，并包含11-33重量％的Si02、>0-7重量％，具体地讲5-6重量％的Al2O3和2-10重量％的B2O3,和(ii)含铅玻璃料，其具有571-636 °C范围内的软化点温度，并包含53-57重量％的Pb0、25_29重量％的Si02、2_6重量%的Al2O3和6-9重量%的B203。在说明书及权利要求书中，使用了术语“软化点温度”。它是指在ΙΟΚ/min的加热速率下通过差热分析(DTA)测得的玻璃化转变温度。本专利技术还涉及形成PERC硅太阳能电池的方法和PERC硅太阳能电池本身，所述电池利用具有P型和η型区域、P-n结的硅片、正面ARC层和背面穿孔的介电钝化层，所述方法包括在背面穿孔的介电钝化层上施加(例如印刷，具体地讲丝网印刷)本专利技术的铝浆，然后焙烧如此施加的铝浆，从而使硅片达到700-900°C的峰值温度。 专利技术详述已发现，本专利技术的铝浆能用于生产具有改善电效率的PERC硅太阳能电池。焙烧后的铝浆与背面穿孔钝化层粘附良好，并因此使通过本专利技术的铝浆生产的PERC硅太阳能电池具有更长的耐久性或使用寿命。不受理论的约束，据信，本专利技术的铝浆不会损坏或不会明显损坏硅片背面上的穿孔的介电钝化层和/或表现出无或仅有少量的铝-硅合金在焙烧过程中通过硅片背面钝化层中的穿孔而逸出。本专利技术的铝浆不具有或仅具有较差的烧透能力。它们包含粒状铝、有机载体和至少ー种玻璃料，该玻璃料选自(i)无铅玻璃料，其具有550-611°C范围内的软化点温度，并包含11-33重量%的SiO2、>0-7重量％，具体地讲5-6重量%的Al2O3和2-10重量%的B2O3,和(ii)含铅玻璃料，其具有571-636°C范围内的软化点温度，并包含53-57重量％的PbO、25-29重量％的Si02、2-6重量％的Al2O3和6-9重量％的B203。在本专利技术说明书和权利要求书本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.25 US 61/264,3351.铝浆，包含粒状铝、有机载体和至少ー种玻璃料，所述玻璃料选自(i)无铅玻璃料，其具有550-611 °C范围内的软化点温度，并包含11-33重量％的SiO2、>0-7重量％的Al2O3和2-10重量％的B2O3,和(ii)含铅玻璃料，其具有571-636°C范围内的软化点温度，并包含53-57重量％的Pb0、25-29重量％的Si02、2_6重量％的Al2O3和6-9重量％的B203。2.权利要求I的铝浆，其中基于总铝浆组合物计，所述粒状铝以50-80重量％的比例存在。3.权利要求I或2的铝浆，其中基于总铝浆组合物计，所述有机载体含量为20-45重量％。4.权利要求1、2或3的铝浆，其中所述ー种或多种无铅玻璃料包含40-73重量％的Bi2O3O5.任ー项前述权利要求的铝浆，其中在所述铝浆中，选自(i)型和(ii)型的玻璃料的总含量为O. 25-8重量％。6.任ー项前述权利要求的铝浆，基于总铝浆组合物计，所述铝浆包含O.05-1. 5重量％的至少ー种氧化锑，其中所述至少ー种氧化锑(i)作为ー种或多...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·G·普林斯，R·J·S·杨，G·劳迪辛奥，G·库尔塔特，K·W·杭，B·怀特勒，
申请(专利权)人：E·I·内穆尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：
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