具有镍金属间组合物的太阳能电池触点制造技术

本发明专利技术公开膏组合物、制造膏组合物的方法和制造太阳能电池触点的方法。膏组合物可含有诸如硅化镍、硼化镍或磷化镍的镍金属间化合物、玻璃粉、金属添加剂和有机载体系统。膏可用于制造太阳能电池触点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有镍金属间组合物的太阳能电池触点 相关申请案 本申请案要求2012年4月18日提交的美国临时申请案No. 61/635, 255的优先权。 该案的公开内容以引用的方式整体并入本文中。
本专利技术一般涉及一种膏组合物、一种制造膏组合物的方法、一种制造太阳能电池 触点的方法和一种可用在太阳能电池以及其它相关组件中的烧制触点。膏包含镍金属间组 合物。 专利技术背景 太阳能电池一般由诸如硅（Si)的半导体材料制成，它将太阳光转化成有用的电 能。太阳能电池通常由薄的Si晶片制成，其中通过将来自合适的磷或硼来源的磷（P)或硼 (B)扩散到P型或N型Si晶片中来形成需要的PN结。太阳光入射的硅晶片面一般涂有抗 反射涂层（ARC)以防止入射太阳光的反射损失，而且它也充当钝化层来防止光生载流子重 组，因此增加太阳能电池的效率。称为前触点的二维电极栅格图案使得与P型Si或N型Si 的N面或P面连接，而另一面（后触点）上的铝（Al)或银（Ag)涂层使得与硅的P面或N 面连接。这些触点是从PN结到外载荷的电源插座。 硅太阳能电池的前触点是通过丝网印刷厚膜膏来形成。膏通常含有适当精细的银 粒子、玻璃和有机物。丝网印刷后，晶片和膏在空气中烧制，通常在650到1000°C的炉设定 温度下。烧制期间，玻璃软化、熔化并与抗反射涂层反应、蚀刻硅表面而且促进形成紧密的 硅-银触点。银在硅上沉积成岛状。硅-银岛的形状、尺寸和数量决定了从硅向外部电路 转移电子的效率。 专利技术概要 本专利技术一般涉及硅太阳能电池及其触点，在至少一部分触点中包括镍金属间化合 物。 具体来说，本专利技术的一个实施方案是一种包含烧制组合的太阳能电池触点，所述 组合在烧制之前包括：（a)形成触点的第一层的结晶硅晶片；(b)沉积在硅晶片上的形成触 点的第二层的抗反射层，和（C)沉积在至少一部分抗反射层上的形成触点的第三层的包含 镍金属间化合物的膏。 本专利技术的另一个实施方案是一种包含烧制组合的太阳能电池触点，所述组合在烧 制之前包括：（a)形成触点的第一层的p型硅晶片，硅晶片具有设置在晶片的光接收面上的 n+层；(b)位于硅晶片的n+面上形成触点的第二层的抗反射层，和（c)设置在硅晶片上的 形成触点的第三层的包含镍金属间化合物的膏。 一种包含烧制组合的太阳能电池触点，所述组合在烧制之前包括：(a)形成触点 的第一层的n型硅晶片，硅晶片具有设置在晶片的光接收面上的p+层；(b)位于硅晶片的 P+面上形成触点的第二层的抗反射层，和（c)设置在硅晶片上的形成触点的第三层的包含 镍金属间化合物的膏。 本专利技术的又一个实施方案是一种制造具有N型晶片的太阳能电池的方法，包括： (a)提供具有n+_面和p+-面的硅晶片，（b)使晶片的至少一部分p+-面产生纹理而形成纹 理面，（c)在晶片的两面上沉积钝化涂层，（d)向与纹理面相反的面（S卩，n+_面）上沉积 包括镍金属间化合物的膏；（e)在晶片的至少一部分纹理面上沉积包含镍金属间化合物的 膏，和（f)烧制晶片使膏金属烧结，以便镍金属间膏烧透各自的钝化层而形成与硅的触点。 本专利技术的一个实施方案是一种生产金属环绕穿通（metal-wrap through, MWT)太 阳能电池触点的方法，其包括：(a)提供具有两个主表面的p型硅晶片，（b)在晶片的光接收 面上形成n+层，（c)向两个主表面的至少一者涂覆钝化层，（d)在晶片中形成多个孔洞，每 个孔洞连接两个主表面，（e)向多个孔洞中的至少一部分涂覆包含镍金属间化合物的插塞 膏和后触点膏，（f)通过向至少一部分第二主表面涂覆铝膏来形成后触点和后表面电场，和 (g) 向至少一部分前钝化层涂覆Ni金属间膏，（h)使晶片在足以使各自膏中的金属烧结并 与硅形成前触点和后触点的时间和温度下烧制。 本专利技术的一个实施方案是一种生产金属环绕穿通（MWT)太阳能电池触点的方法， 其包括：(a)提供具有两个主表面的n型硅晶片，（b)在晶片的光接收面上形成p+层，（c) 向晶片的两个主表面的至少一个涂覆钝化层，（d)在晶片中形成多个孔洞，每个孔洞连接两 个主表面，（e)向两个主表面的至少一部分涂覆包含镍金属间化合物的发射极膏，（f)通过 向第二主表面的至少一部分涂覆铝膏来形成后触点和后表面电场，和（f)使晶片在足以使 各自膏中的金属烧结并与硅形成前触点和后触点的时间和温度下烧制。 本专利技术的又一个实施方案是一种生产发射极环绕穿通（emitter-wrapthrough, EWT)太阳能电池的方法，其包括：（a)提供形成触点的第一层的p型硅晶片，（b)在晶片中 形成多个孔洞，（c)形成设置在光接收面上并沿晶片孔洞形成触点的第二层的n+_层，（d) 使晶片的至少一部分光接收n+-面产生纹理而形成纹理面，（e)在晶片的两面上沉积钝化 涂层，（f)向多个孔洞的至少一部分涂覆包含镍金属间化合物的插塞膏，（g)通过向第二主 表面的至少一部分涂覆由扩散阻挡层与插塞膏分离的铝膏来形成后触点和后表面电场，和 (h) 使晶片在足以使各自膏中的金属烧结并与硅形成前触点和后触点的时间和温度下烧 制。 一种制造钝化发射极和背面电池（PERC)的方法，其包括：（a)提供具有n+_面的 硅晶片，（b)使晶片的至少一部分n+_面产生纹理而形成纹理面，（c)在晶片的两面上沉积 钝化涂层，（d)在晶片的至少一部分纹理面上沉积包含镍金属间化合物的膏，（e)向与纹理 面相反的面上沉积铝膏，和（f)使晶片烧制来烧结膏金属，以便镍金属间化合物膏烧透各 自的钝化层而产生与硅的触点。 根据本专利技术的又一个实施方案，提供膏组合物。更具体来说，膏组合物包括选自硼 化镍、硅化镍和磷化镍的镍金属间化合物。设想前述物质的组合。膏也可以包括有机载体、 溶剂、玻璃粉和金属添加剂中的任意者。 高导电膏可以结合镍金属间膏使用。高导电膏可选自银、涂银的镍和涂银的铜。 本专利技术的一个实施方案是一种制造膏组合物的方法。此方法涉及将镍金属间物和 任选的玻璃粉（固体成分）与有机载体和任选的溶剂一起合并，并将镍金属间化合物和任 选的玻璃粉分散在有机载体和任选的溶剂中。 根据另一个方面，提供一种制造太阳能电池触点的方法。更具体来说，根据此方 面，此方法涉及向硅基板涂覆膏，所述膏含有镍金属间粒子和玻璃粉。此方法还涉及加热膏 使银粒子烧结并熔化玻璃粉。 本专利技术的以上和其它特征在下文中更全面描述并在权利要求书中具体指出，然 而，详细陈述本专利技术的某些说明性实施方案的以下描述指示可采用本专利技术原则的各种方式 中的几种。 【附图说明】 在结合附图考虑时，如同参考下文【具体实施方式】更好地理解般，将容易地获得对 本专利技术及其许多伴随优势的更完整了解，其中： 图IA到IE说明一种方法流程图，示意性地说明根据本专利技术的一个实施方案制造 太阳能电池中的触点的方法。图IA到IE中所示的参考数字描绘如下： 10 :p型硅基板； 20 :n型扩散层； 30 :正面钝化层/抗反射涂层； 40 :p+层（背表面电场（BSF)); 70 :背面上形成的第一膏； 71 :通过烧制第一膏70形成的背电极； 80 :背面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含烧制组合的太阳能电池触点，其在烧制前包含：a.形成触点的第一层的结晶硅晶片；b.沉积在所述硅晶片上形成触点的第二层的抗反射层，和c.沉积在至少一部分所述抗反射层上形成触点的第三层的包含镍金属间化合物的膏。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.18 US 61/635,2551. 一种包含烧制组合的太阳能电池触点，其在烧制前包含： a. 形成触点的第一层的结晶硅晶片； b. 沉积在所述硅晶片上形成触点的第二层的抗反射层，和 c. 沉积在至少一部分所述抗反射层上形成触点的第三层的包含镍金属间化合物的膏。2. 如权利要求1所述的太阳能电池触点，其中所述膏包含65-95重量％的所述镍金属 间化合物，而且还包含1-10%的有机载体、1-10重量％的至少一种溶剂和1-10重量％的玻 〇3. 如权利要求1所述的太阳能电池触点，其中所述膏包含70-90重量％的所述镍金属 间化合物，而且还包含1-10%的有机载体、1-10重量％的至少一种溶剂和1-10重量％的玻 〇4. 如权利要求1所述的太阳能电池触点，其在烧制前还包含沉积在至少一部分所述镍 金属间化合物上形成触点的第四层的高导电层，所述高导电层包含选自银、涂银的镍和涂 银的铜的金属膏。5. 如权利要求1所述的太阳能电池触点，其中所述镍金属间化合物是选自硼化镍、硅 化镍和磷化镍中的至少一种。6. 如权利要求3所述的太阳能电池触点，其中所述镍金属间化合物是具有2到5微米 的粒度的硼化镍。7. 如权利要求2所述的太阳能电池触点，其中所述镍金属间化合物是选自硼化镍、硅 化镍和磷化镍中的至少一种。8. 如权利要求1所述的太阳能电池触点，其中所述包含镍金属间化合物的膏是热熔性 膏。9. 如权利要求1所述的太阳能电池触点，其中所述第三层还包含玻璃。10. 如权利要求9所述的太阳能电池触点，其中至少所述第三层还包含选自以下的玻 璃： a?包含 52-88 重量％Pb0、0. 5-15 重量％Si02、0. 5-10 重量％Al203、0-22 重量％ZnO、 0-8 重量 ％Ta205、0-10 重量 ％Zr02、0-8 重量 ％P205、0-15 重量 ％ (Li20+Na20+K20)、0-12 重 量 ％B203 和 0-25 重量 ％Fe203+Co203+Cu0+Mn02 的玻璃， b?包含 55-90 重量％Bi203、l-15 重量％B203、0-20 重量％Si02、0-13 重量％Zn0、0-12 重量 ％Li20、0-...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·卡特里，A·S·沙科赫，S·斯里德哈兰，K·昆泽，
申请(专利权)人：赫劳斯贵金属北美康舍霍肯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US