制备MWT太阳能电池电极中的包含粗无机氧化物颗粒的导电浆料制造技术

本发明专利技术涉及用于制备太阳能电池中的电极，特别是用于制备MWT太阳能电池中的电极，特别是用于制备该类太阳能电池中的金属穿孔卷绕电极或插入式电极且包含粗SiO2颗粒的导电浆料。特别地，本发明专利技术涉及太阳能电池前体、制备太阳能电池的方法、太阳能电池和包含太阳能电池的组件。本发明专利技术涉及一种太阳能电池前体，其至少包含如下作为前体部件：i)具有至少一个孔(315)的晶片(101)，所述孔具有Si表面(113)；ii)由所述孔包含的导电浆料(305)，其至少包含如下作为浆料成分：金属颗粒；无机反应体系；有机载体；和无机氧化物颗粒，其不具有低于约750℃的玻璃化转变温度，或者具有比所述无机反应体系的玻璃化转变温度高至少约50K的玻璃化转变温度；和e)添加剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】制备MWT太阳能电池电极中的包含粗无机氧化物颗粒的导 电浆料 专利
本专利技术涉及一种制备太阳能电池中的电极，特别是制备MffT太阳能电池中的电 极，特别是制备该类太阳能电池中的金属穿孔卷绕(metal wrap through)或插入式(plug) 电极且包含粗无机氧化物颗粒的导电浆料。特别地，本专利技术涉及一种太阳能电池前体、一种 制备太阳能电池的方法、一种太阳能电池和一种包含太阳能电池的组件。 专利技术背景 太阳能电池是利用光伏效应将光能转化成电力的装置。太阳能是有吸引力的绿色 能源，因为其可持续且仅产生非污染性副产物。因此，目前已进行了大量研究以开发具有提 高的效率，同时持续降低材料和生产成本的太阳能电池。当光照在太阳能电池上时，一部分 入射光被表面反射，而剩余部分传递至太阳能电池中。传递的光子被太阳能电池吸收，太阳 能电池通常由半导电材料制成，例如通常被适当掺杂的硅。吸收光子的能量激发半导电材 料的电子，从而产生电子-空穴对。然后，这些电子-空穴对被p-n结分离且被太阳能电池 表面上的导电电极收集。图2显示了简单太阳能电池的最小结构。 太阳能电池非常普遍地基于硅（通常呈Si晶片形式）。此处，P-n结通常通过提 供η型掺杂的Si衬底并在一个面上施加 p型掺杂层，或者通过提供p型掺杂的Si衬底并 在一个面上施加 η型掺杂层而制备，从而在两种情况下均获得所谓的p-n结。具有所施加 的掺杂剂层的面通常作为电池的正面，具有初始掺杂剂的Si相对侧作为背面。η型和p型 太阳能电池都是可能的，且已工业开发。设计成在两面上均利用入射光的电池也是可能的， 但其应用并不广泛。 为了使太阳能电池正面上的入射光进入并吸收，正面电极通常设置成两组垂直的 直线，分别称为"栅线（finger)"和"汇流条"。栅线形成与正面的电接触，而汇流条将这些 栅线连接，从而允许有效地将电荷提取到外部电路中。对栅线和汇流条的该设置而言，通常 以导电浆料的形式施加，将其焙烧以形成固体电极体。背面电极通常也以导电浆料的形式 施加，然后将其焙烧以获得固体电极体。 制备太阳能电池的另一种方法是借助正面电极的背接触而提高正面吸收的入射 光比例。在所谓的MWT("金属穿孔卷绕"）太阳能电池中，太阳能电池正面上的电极通过连 接正面和背面且包含电极材料的通道与背面接触，这通常称为金属穿孔卷绕电极或插入式 电极。 典型的导电浆料包含金属颗粒、无机反应体系和有机载体。 本领域需要具有改进的性能的太阳能电池，尤其是具有改进的性能的MffT太阳能 电池。 专利技术简述 本专利技术通常基于如下目的：克服与太阳能电池有关，尤其是与金属穿孔卷绕太阳 能电池有关，尤其是与金属穿孔卷绕电极的机械和电性能有关的现有技术中所遇到的至少 一个问题。 更具体地，本专利技术进一步基于提供一种金属穿孔卷绕电极的目的，其显示出与MffT 太阳能电池中通道的Si表面的低电接触和优选还有高物理粘合性，优选同时显示出太阳 能电池的其他有利的电和物理性能。 对实现至少一个上述目的的贡献由构成本专利技术权利要求的主题类别作出。其他贡 献由代表本专利技术具体实施方案的本专利技术从属权利要求的主题作出。 详细描述 对实现至少一个上述目的的贡献由一种太阳能电池前体作出，其至少包含如下作 为前体部件： i)具有至少一个孔的晶片，其中所述孔具有Si表面； ii)由所述孔包含的导电浆料，其至少包含如下作为浆料成分： a)金属颗粒； b)无机反应体系； c)有机载体；和 d)无机氧化物颗粒，其 不具有低于约750°C，优选低于约900°C，更优选低于约1100°C的玻璃化转变温 度， 或者具有比所述无机反应体系的玻璃化转变温度高至少约50K，优选高至少约 100K，更优选高至少约200K的玻璃化转变温度；和 e)添加剂。 在本专利技术太阳能电池前体的一个实施方案中，所述无机氧化物颗粒以约0. 1-约 22重量％，优选约1-约15重量％，更优选约3-约10重量％存在，基于浆料的总重量。 在本专利技术太阳能电池前体的一个实施方案中，所述浆料进一步包含含钒化合物。 在该实施方案的一个方面中，所述含钒化合物的钒含量为约〇. 05-约12重量％，优选约 0. 05-约8重量％，更优选约1-约5重量％，基于浆料的总重量。在该实施方案的另一方面 中，所述含钒化合物的钒含量与所述无机氧化物颗粒中的除氧之外的元素含量的重量比为 约7:1-约2:1，优选为约6:1-约3:1，更优选为约5:1-约7:2。在该实施方案的另一方面 中，所述含钒化合物为V 2O5。 在本专利技术太阳能电池前体的一个实施方案中，所述浆料进一步包含选自如下组的 含磷物质：元素磷、含磷化合物或二者。在该实施方案的一个方面中，所述含磷物质的磷含 量以约0. 1-约22重量％，优选约0. 1-约15重量％，更优选约0. 2-约5重量％存在于所 述浆料中，基于该浆料的总重量。在该实施方案的另一方面中，所述含磷物质的磷含量与所 述无机氧化物颗粒中除氧之外的元素含量的重量比为约1:9-约2:1，更优选为约1:7-约 1:1，最优选为约1:5-约1:2。在该实施方案的另一方面中，所述含磷物质为红磷或磷氧化 物。 在本专利技术太阳能电池前体的一个实施方案中，所述无机反应体系以约0. 1-约5重 量％，优选0. 3-3重量％，更优选0. 5-2重量％存在于所述浆料中。 在本专利技术太阳能电池前体的一个实施方案中，所述无机氧化物颗粒为SiO2颗粒。 在本专利技术太阳能电池前体的一个实施方案中，所述无机氧化物颗粒具有大于约 8 μ m，优选大于约10 μ m，更优选大于约12 μ m的d5。值。在一些情况下，无机氧化物的d5。值 高达20mm或更小。 在本专利技术太阳能电池前体的一个实施方案中，所述无机反应体系为玻璃料。 在本专利技术太阳能电池前体的一个实施方案中，至少一个孔为连接晶片正面和背面 的通道。 在本专利技术太阳能电池前体的一个实施方案中，至少一个孔中的Si表面包含至少 一个P型掺杂的部分和至少一个η型掺杂的部分。 在本专利技术太阳能电池前体的一个实施方案中，所述金属颗粒为Ag颗粒。 在本专利技术太阳能电池前体的一个实施方案中，所述浆料与孔的Si表面直接接触。 在本专利技术太阳能电池前体的一个实施方案中，在所述晶片的正面上存在其他导电 浆料。在另一实施方案中，在所述晶片的背面上存在至少一种其他导电浆料。在又一实施 方案中，在所述晶片的背面和正面上均存在其他导电浆料。 在所述太阳能电池前体的一个实施方案中，至少50重量％，优选至少70重量％， 更优选至少90重量％的无机氧化物颗粒保留在230目筛上。 对实现至少一个上述目的的贡献由一种制备太阳能电池的方法作出，其至少包括 如下步骤： i)提供本专利技术的太阳能电池前体； ii)焙烧所述太阳能电池前体以获得太阳能电池。 在该实施方案的一个方面中，步骤i)的提供至少包括如下步骤： a)提供具有呈相反掺杂类型的背面掺杂层和正面掺杂层的Si晶片； b)在所述晶片中产生至少一个孔； c)将导电浆料引入至少一个孔中以获得本专利技术太阳能电池前体。 对实现至少一个上述目的的贡献由可通过本专利技术方法获得的太阳能电池实现。 在本专利技术太阳能电池的一个实施方案中，所述太阳能电池至少包含如下作为太阳 能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池前体(300b)，其至少包含如下作为前体部件：i)具有至少一个孔(315)的晶片(101)，所述孔具有Si表面(113)；ii)由所述孔包含的导电浆料(305)，其至少包含如下作为浆料成分：a)金属颗粒；b)无机反应体系；c)有机载体；d)无机氧化物颗粒，其不具有低于约750℃的玻璃化转变温度，或者具有比所述无机反应体系的玻璃化转变温度高至少约50K的玻璃化转变温度；和e)添加剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·王，J·C·韩，M·赫尔特斯，
申请(专利权)人：赫劳斯德国有限两和公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE