用于硅太阳能电池的金属化浆料中的含卤化物玻璃制造技术

一般而言，本发明专利技术涉及一种膏，其包含：i)银粒子；ii)微粒状铅‑硅酸盐玻璃，其包含iia)至少一种硅氧化物；iib)至少一种铅氧化物；iic)至少一种氯化物；iid)任选地至少一种与组分iia)和iib)不同的其它氧化物；iii)有机媒剂。本发明专利技术还涉及一种太阳能电池前体，一种用于制备太阳能电池的方法，一种可通过这种方法获得的太阳能电池，一种包含此类太阳能电池的模块以及微粒状铅‑硅酸盐玻璃作为可用于形成电极的银膏中的组分的用途。

Halogenated Glass in Metallized Paste for Silicon Solar Cells

Generally speaking, the present invention relates to an ointment comprising: i) silver particles; I i) particulate lead silicate glass, which contains iia) at least one silica oxide; iib) at least one lead oxide; iic) at least one chloride; iid) optionally at least one other oxide different from component IIA and iib; and I I I i) organic media. The invention also relates to a solar cell precursor, a method for preparing solar cells, a solar cell obtained by this method, a module containing such solar cells and the use of particulate lead silicate glass as a component in silver paste for forming electrodes.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于硅太阳能电池的金属化浆料中的含卤化物玻璃
一般而言，本专利技术涉及一种浆料，一种太阳能电池前体，一种用于制备太阳能电池的方法，一种可通过这种方法获得的太阳能电池，一种包含此类太阳能电池的模块以及微粒状铅-硅酸盐玻璃作为可用于形成电极的银浆料中的组分的用途。
技术介绍
太阳能电池是使用光伏效应将光能转换为电能的装置。太阳能是一种极具吸引力的绿色能源，因为其具有可持续性，且只生产无污染的副产物。因此，目前正在进行大量研究以开发效率提高的太阳能电池，同时不断降低材料和制造成本。当光照射太阳能电池时，一部分入射光被表面反射，其余部分透射到太阳能电池中。透射的光子被太阳能电池吸收，太阳能电池通常由半导体材料，如通常适当掺杂的硅制成。所吸收的光子能量激发半导体材料的电子，产生电子-空穴对。然后，这些电子-空穴对被p-n结分开，并被太阳能电池表面上的导电电极收集。图1显示了简单太阳能电池的最低限度的构造。太阳能电池极通常基于硅，通常呈Si晶片的形式。这里，p-n结通常通过以下方式制备：通过提供n型掺杂Si衬底并在一个面上施加p型掺杂层或通过提供p型掺杂Si衬底并在一个面上施加n型掺杂层，在这两种情况下都得到一个所谓的p-n结。具有施加的掺杂剂层的面通常充当电池的正面，具有初始掺杂剂的Si的相对侧充当背面。n型和p型太阳能电池都是可能的并且已在工业上加以利用。被设计成用于利用入射在两个面上的光的电池也是可能的，但是对其用途的利用不太广泛。为了允许太阳能电池的正面上的入射光进入并被吸收，正面电极通常以分别称为“细栅线”和“主栅线”的两组垂直线的形式布置。细栅线与正面形成电接触，并且主栅线连接这些细栅线以允许电荷有效地被引出到外部电路。这种细栅线和主栅线的布置通常以金属化浆料的形式施加，所述金属化浆料经过烧制以产生固体电极主体。背面电极通常也以金属化浆料的形式施加，然后经过烧制以得到固体电极主体。目前市售的用于硅太阳能电池的金属化浆料由银粉、有机媒剂以及铅-碲玻璃或铅-硅酸盐玻璃与金属氧化物添加剂的组合组成，其能够在Si晶片与固体电极主体之间形成电接触。这些浆料在最优烧制温度和Si晶片的掺杂水平方面受到限制。烧制的最优温度是约800℃，而Si晶片的薄层电阻不应超过130Ω/sq，以便实现低接触电阻。由于目前可用的正面侧浆料的限制，太阳能电池的所有其它组件(如Al浆料或钝化层)都经过发展以满足这些要求。例如，n型电池的制造并非被设计成用于实现尽可能最高的效率，而是为了满足方法中使用的所有不同浆料和层的要求，以便实现良好的接触形成。在效率和方法要求的烧制温度之间总是需要权衡。因此，能够在较低烧制温度下接触Si晶片的金属化浆料将具有提高电池效率的潜力，特别是对于如n型或PERC(PERC＝“钝化发射极背面电池”)的新电池概念。WO2013/105812A1公开了一种玻璃料，其包含SiO2、PbO和至少一种选自由Al2O3、ZrO2、ZnO和Li2O组成的群组的氧化物，以及这种玻璃料作为导电银浆料中的组分的用途。在这一现有技术文献的实例中，银浆料在施加到Si晶片上之后，在介于600℃到900℃的范围内的温度下烧制，以产生正表面电极。然而，WO2013/105812A1中公开的烧制银浆料所需的温度仍然太高，以致无法以足够的效率生产太阳能电池。此外，Si晶片的背表面涂有用于形成背面电极的铝浆料，而这种铝浆料必须在约800℃的温度下烧制。因此，用于正表面电极的银浆料和用于背面电极的铝浆料在烧制这些浆料所需的温度方面并不匹配。
技术实现思路
本专利技术总体上基于克服现有技术水平中遇到的与太阳能电池有关的至少一种问题的目标。更具体地说，本专利技术是基于提供具有改进的电特性的太阳能电池的目标，所述电特性如有利的电池效率η和串联电阻Rser，尤其在标准BSF电池(BSF＝“背表面场”)和如PERC或n型太阳能电池的新电池概念中。此外，本专利技术的一个目标是提供一种可用于在n型太阳能电池中形成电极的银浆料，其中这种浆料可施加于n型Si晶片的正面侧和/或背面侧上，允许替换当前使用的并不匹配最优烧制温度的含Al浆料和标准正面侧浆料的组合。此外，所述银浆料应允许与从现有技术已知的相应银浆料相比以较低烧制温度在Si晶片的表面上形成电极。此外，本专利技术的一个目标是提供一种可用于在p型太阳能电池中形成电极的银浆料，其中这种浆料可施加于p型Si晶片的正面侧上，且可随后在与从现有技术已知的相应银浆料相比较低的烧制温度下烧制。利用形成本专利技术权利要求的类别的主题，为实现至少一个上述目标做出贡献。利用代表本专利技术的特定实施例的本专利技术的附属权利要求的主题，做出进一步贡献。实施例|1|一种浆料，其包含：i)银粒子；ii)微粒状铅-硅酸盐玻璃，其包含iia)至少一种硅氧化物；iib)至少一种铅氧化物；iic)至少一种氯化物；iid)任选地至少一种与组分iia)和iib)不同的其它氧化物；iii)有机媒剂。|2|根据实施例|1|所述的浆料，其中所述银粒子i)的d50值在0.1μm到10μm的范围内，更优选地在约1μm到约10μm的范围内，并且最优选地在约1μm到约5μm的范围内。|3|根据实施例|1|所述的浆料，其中所述银粒子i)的d50值在约0.5μm到约4μm的范围内，优选地在约1μm到约3.5μm的范围内，更优选地在约1μm到约2μm的范围内。|4|根据前述实施例中任一实施例所述的浆料，其中所述银粒子i)具有表面涂层。|5|根据实施例|4|所述的浆料，其中在各种情况下以所述银粒子的总重量计，所述涂层对应于不超过约8重量％，优选不超过约5重量％，最优选地不超过约1重量％。|6|根据前述实施例中任一实施例所述的浆料，其中所述硅氧化物iia)是SiO2。|7|根据前述实施例中任一实施例所述的浆料，其中所述铅氧化物iib)选自由以下组成的群组：PbO、PbO2、Pb3O4以及这些氧化物中的至少两种的混合物。|8|根据前述实施例中任一实施例所述的浆料，其中所述至少一种氯化物iic)选自由以下组成的群组：MnCl2、ZnCl2、AgCl、PbCl2、CrCl2、CrCl3、FeCl2、FeCl3、CoCl2、NiCl2、CuCl、CuCl2、LiCl、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2、SnCl2、LaCl3以及这些氯化物中的至少两种的混合物。|9|根据实施例|8|所述的浆料，其中所述至少一种氯化物iic)选自由以下组成的群组：LiCl、NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2、ZnCl2、PbCl2、AgCl、CrCl3、MnCl2、LaCl3以及这些氯化物中的至少两种的混合物。|10|根据前述实施例中任一实施例所述的浆料，其中所述至少一种与组分iia)和iib)不同的其它氧化物iid)是选自由以下组成的群组的氧化物：铝、硼、磷、钛、锆、铈、镧、钒、铌、钽、铬、钼、钨、锰、铁、钴、镍、铜、锌、银、锂、钠、钾、铷、铯、镁、钙、锶、钡、锡、铋的氧化物，或这些氧化物中的至少两种、至少三种或至少四种的混合物。|11|根据实施例|10|所述的浆料，其中所述至少一种与组分iia)和iib)不同的其它氧化物iid)选自由以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浆料(313)，其包含：i)银粒子；ii)微粒状铅‑硅酸盐玻璃，其包含iia)至少一种硅氧化物；iib)至少一种铅氧化物；iic)至少一种氯化物；iid)任选地至少一种与组分iia)和iib)不同的其它氧化物；iii)有机媒剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.07 US 15/093,3281.一种浆料(313)，其包含：i)银粒子；ii)微粒状铅-硅酸盐玻璃，其包含iia)至少一种硅氧化物；iib)至少一种铅氧化物；iic)至少一种氯化物；iid)任选地至少一种与组分iia)和iib)不同的其它氧化物；iii)有机媒剂。2.根据权利要求1所述的浆料(313)，其中所述硅氧化物iia)是SiO2。3.根据权利要求1所述的浆料(313)，其中所述至少一种氯化物iic)选自由以下组成的群组：LiCl、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2、ZnCl2、PbCl2、AgCl以及这些氯化物中的至少两种的混合物。4.根据权利要求1所述的浆料(313)，其中所述至少一种与组分iia)和iib)不同的其它氧化物iid)是选自由以下组成的群组的氧化物：铝、硼、磷、钛、锆、铈、镧、钒、铌、钽、铬、钼、钨、锰、铁、钴、镍、铜、锌、银、锂、钠、钾、铷、铯、镁、钙、锶、钡、锡、铋的氧化物，或这些氧化物中的至少两种、至少三种或至少四种的混合物。5.根据权利要求1所述的浆料(313)，其中所述微粒状铅-硅酸盐玻璃ii)包含iia)至少5摩尔％的至少一种硅氧化物；iib)25摩尔％到80摩尔％的至少一种铅氧化物；iic)0.1摩尔％到50摩尔％的至少一种氯化物；iid)1摩尔％到40摩尔％的至少一种与组分iia)和iib)不同的其它氧化物；其中所述量在各种情况下是以所述玻璃中的组分iia)到iid)的总摩尔数计且总计为100摩尔％。6.根据权利要求1所述的浆料(313)，其中所述微粒状铅-硅酸盐中的氯离子与氧离...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·舒尔茨，R·梅伯里，D·W·霍兹曼，C·荣格，M·霍里特斯，G·贝鲁比，
申请(专利权)人：贺利氏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