一种低成本全背电极晶硅太阳电池制备用玻璃浆、电池结构及其制备方法技术

本发明专利技术属于太阳能电池发电技术领域，具体涉及一种低成本全背电极晶硅太阳电池制备用玻璃浆、电池结构及其制备方法。本发明专利技术的玻璃浆包括硼硅玻璃浆和磷硅玻璃浆，其中硼硅玻璃浆用于制备p+掺杂层，所述磷硅玻璃浆用于制备n+掺杂层。本发明专利技术工艺简单实用，可以有效简化全背电极晶体硅太阳电池的制备工艺，满足晶硅太阳电池高产能、低能耗，降低生产成本的需求。本发明专利技术的玻璃浆可用于全背电极电池叉指型n+和p+结构的形成，可有效避免n+和p+层的直接接触，优化银电极和银铝电极分别与晶体硅太阳电池n+和p+层的金属

【技术实现步骤摘要】
一种低成本全背电极晶硅太阳电池制备用玻璃浆、电池结构及其制备方法


[0001]本专利技术属于太阳能电池发电
，具体涉及一种低成本全背电极晶硅太阳电池制备用玻璃浆、电池结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]太阳能电池发电技术作为清洁环保、安全可靠、资源丰富、应用领域宽的新型发电技术，是未来世界最有发展前途的能源利用技术之一。目前，主流的光伏技术主要为P型背面钝化局域接触电池(PERC电池)，产业化效率为22.8～23.5％，但PERC电池技术的产业化最高转化效率只有约24.5％左右，其相关产品的开发将遇到明显的持续开发瓶颈问题。同时，TOPCon电池/HJT电池的产业化转化效率为24.0～24.5％左右；而全背电极晶硅电池目前已经实现了25％以上的产业化转化效率，并且通过技术的优化及进步，其光电转换效率可达到26％以上，其产品的发展将更具市场竞争力。
[0003]全背电极晶硅太阳电池具有转换效率高、温度系数低及小光衰、正面无电极等特点，然而目前复杂的产业化技术水平制约着全背电极电池技术的发展。目前，应用得最为广泛的全背电极晶硅太阳电池为美国SUNPOWER开发的背接触(IBC)全背电极电池，但由于需要在电池背面同时制备叉指型的n+扩散层和p+扩散层，必须采用多次扩散、局域刻蚀、镀膜等多道工艺，以避免n+/p+层互相重叠而带来不必要的漏电现象，保证良好的转换效率。由此，产业化全背电极电池的整个制备流程需要13步以上，生产成本高，无法有效给企业带来良好的经济效应，严重限制该类型电池的大规模推广普及。虽然后来出现了不少有关全背电极晶硅太阳电池的改进措施，但仍然没有改变工艺复杂的问题。比如，中国专利技术专利CN 109244194 A一种低成本P型全背电极晶硅太阳电池的制备方法，采用铝浆替代银铝浆的方式，降低银使用量，但由于铝电极直接与硅衬底接触，会产生很强的金属诱导复合，导致开压提升不明显。同时，该工艺采用了13步工艺，工艺复杂，导致全背电极晶硅太阳电池的制造成本高。因此，有必要开发可以有效简化全背电极晶体硅太阳电池的制备工艺，以降低生产成本。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种玻璃浆，所述玻璃浆包括硼硅玻璃浆和磷硅玻璃浆，将所述硼硅玻璃浆和磷硅玻璃浆分别用于制备全背电极晶硅太阳电池的p+层和n+层，可以有效简化全背电极晶体硅太阳电池的制备工艺，提高全背电极电池的光电转换效率，满足晶硅太阳电池高产能、低能耗，降低生产成本的需求。
[0005]为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
[0006]本专利技术提供了一种玻璃浆，所述玻璃浆用于制备全背电极晶硅太阳电池，所述玻璃浆包括用于制备p+掺杂层的硼硅玻璃浆和用于制备n+掺杂层的磷硅玻璃浆。
[0007]作为本专利技术的一个优先实施方式，按重量比计算，所述硼硅玻璃浆包括30.0～
80.0％硼硅玻璃粉、20.0～70.0％有机溶剂、0.5～15.0％树脂及0～3.0％有机助剂；所述磷硅玻璃浆包括30.0～80.0％磷硅玻璃粉、20.0～70.0％有机溶剂、0.5～15.0％树脂及0～3.0％有机助剂。
[0008]玻璃浆的主要目的是为了通过丝网印刷特殊图案和单次高温扩散，实现硅衬底背面不同n+/p+扩散图案的制备，简化局域p+层、局域n+层的制备工艺。
[0009]优选地，所述硼硅玻璃粉在硼硅玻璃浆中的占比以及所述磷硅玻璃粉在磷硅玻璃浆中的占比均为40.0～60.0％。
[0010]进一步地，所述硼硅玻璃粉在硼硅玻璃浆中的占比以及所述磷硅玻璃粉在磷硅玻璃浆中的占比均为45.0～55.0％。
[0011]优选地，所述硼硅玻璃粉由硼的氧化物和硅的氧化物组成，所述磷硅玻璃粉由磷的氧化物和硅的氧化物组成。
[0012]进一步地，所述硼硅玻璃粉由SiO2和B2O3组成，所述磷硅玻璃粉由SiO2和P2O5组成。
[0013]氧化硅(SiO2)属于酸性氧化物，作为玻璃骨架存在，它可以使玻璃具有良好的化学稳定性和高温流动均一性，提升玻璃的玻璃化程度。五氧化二磷(P2O5)属于酸性氧化物，可部分参与玻璃骨架结构，过量后会表现出不稳定现象，玻璃粉制备过程中需要根据实际情况设计。它可以作为无价掺杂源，掺杂到硅片中，实现n+层结构的制备。氧化硼(B2O3)在不同的玻璃设计中会有突变现象，主要其四面体和三面体的转变，引入一定量的B2O3可以有效降低玻璃软化温度和提高流平性，更重要的是B2O3溶解在玻璃体系中，其作为三价硼源在高温下扩散到硅衬底，形成p+层结构，得到选择性发射极。
[0014]更进一步地，按重量比计算，所述硼硅玻璃粉由10～95.0％SiO2和5.0～50.0％B2O3组成；所述包括磷硅玻璃粉由10～95.0％SiO2和5.0～50.0％P2O5组成。根据不同方阻要求，选用不同B2O3含量的玻璃粉，B2O3的含量越高，方阻越低，反之亦然。根据不同方阻要求，选用不同P2O5含量的玻璃粉，P2O5的含量越高，方阻越低，反之亦然。
[0015]优选地，所述硼硅玻璃粉和磷硅玻璃粉的粒度D50均为0.1～5.0μm，比表面积S均为0.5～3.0m2/g，软化温度Tg均为600～1000℃。玻璃粉的软化温度需要合理选择，避免玻璃流淌过大。
[0016]进一步地，所述硼硅玻璃粉和磷硅玻璃粉的粒度D50均为0.5～3.0μm，比表面积S均为0.8～2.0m2/g；所述硼硅玻璃粉的软化温度Tg为700～900℃，所述磷硅玻璃粉的软化温度Tg为650～900℃。
[0017]更进一步地，所述硼硅玻璃粉和磷硅玻璃粉的粒度D50均为1.0～2.0μm，比表面积S均为1.0～1.5m2/g；所述硼硅玻璃粉的软化温度Tg为750～800℃，所述磷硅玻璃粉的软化温度Tg为700～800℃。
[0018]优选地，所述树脂包括乙基纤维素、羟乙基纤维素、PVB、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇缩丁醛酯和丙烯酸树脂中的至少一种。
[0019]优选地，所述有机溶剂包括二乙二醇丁醚、醇酯十二、松油醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、己二酸二甲酯、N
‑
甲基吡咯烷酮、邻苯二甲酸二甲酯和对苯二甲酸二甲酯中的至少一种。有机溶剂的主要目的是溶解树脂，使树脂分子链由蜷曲变成舒展状态，得到相应的有机载体；而有机载体在浆料中能够很好润湿银粉、玻璃粉及其它无机粉体，使粉体在树脂的空间位阻中稳定存在于有机载体中，避免团聚现象，有利于丝网印刷或喷墨打印，保证良好的
储存性能。
[0020]优选地，所述有机助剂包括有机分散剂、触变剂、爽滑剂和流平剂中的任何一种。
[0021]有机助剂中，分散剂主要是为了改善粉体的分散性，可选用油酸、亚油酸、TDO等；触变剂主要是为了增强玻璃浆触变性，改善其印刷性和储存稳定性，可选用聚酰胺树脂、油酸酰胺等，爽滑剂主要是为了减少玻璃浆与网版中不锈钢丝、乳剂、PI膜的界面张力，提升过网能力，可选用硅油等；流平剂主要是为了提升玻璃浆过网后的流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻璃浆，其特征在于，所述玻璃浆用于制备全背电极晶硅太阳电池，所述玻璃浆包括用于制备p+掺杂层的硼硅玻璃浆和用于制备n+掺杂层的磷硅玻璃浆。2.根据权利要求1所述的一种玻璃浆，其特征在于，按重量比计算，所述硼硅玻璃浆包括30.0～80.0％硼硅玻璃粉、20.0～70.0％有机溶剂、0.5～15.0％树脂及0～3.0％有机助剂；所述磷硅玻璃浆包括30.0～80.0％磷硅玻璃粉、20.0～70.0％有机溶剂、0.5～15.0％树脂及0～3.0％有机助剂。3.根据权利要求2所述的一种玻璃浆，其特征在于，所述硼硅玻璃粉在硼硅玻璃浆中的占比以及所述磷硅玻璃粉在磷硅玻璃浆中的占比均为40.0～60.0％。4.根据权利要求2或3所述的一种玻璃浆，其特征在于，所述硼硅玻璃粉由硼的氧化物和硅的氧化物组成，所述磷硅玻璃粉由磷的氧化物和硅的氧化物组成。5.根据权利要求4所述的一种玻璃浆，其特征在于，所述硼硅玻璃粉由SiO2和B2O3组成，所述磷硅玻璃粉由SiO2和P2O5组成。6.根据权利要求5所述的一种玻璃浆，其特征在于，按重量比计算，所述硼硅玻璃粉由10～95.0％SiO2和5.0～50.0％B2O3组成；所述包括磷硅玻璃粉由10～95.0％SiO2和5.0～50.0％P2O5组成。7.根据权利要求2或3所述的一种玻璃浆，其特征在于，所述硼硅玻璃粉和磷硅玻璃粉的粒度D50均为0.1～5.0μm，比表面积S均为0.5～3.0m2/g，软化温度Tg均为600～1000℃。8.一种全背电极晶硅太阳电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：S1、以N型单晶硅片作...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永强，刘家敬，何海英，杨至灏，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：