一种N-TOPCon太阳电池用低温烧结银铝浆及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种N

【技术实现步骤摘要】
一种N
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TOPCon太阳电池用低温烧结银铝浆及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及太阳电池金属化
，具体而言，涉及一种N
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TOPCon太阳电池用低温烧结银铝浆及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着对市场对晶硅太阳电池效率要求的不断提升，N型硅太阳电池具有更大的载流子扩散长度和更长的少子寿命等优点，逐渐取代传统P型硅太阳电池的市场份额。N型太阳电池按其采用的工艺手段主要分为IBC(叉指状背接触)太阳电池、HIT(异质结)太阳电池、PREL(全钝化发射极背部局域扩散)太阳电池、PERT(发射极钝化全背场扩散)太阳电池，以及TOPCon(隧穿氧化层钝化接触)太阳电池。其中，TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact)技术相较于传统P型PERC工艺传承性好，且效率具有显著优势，在市场中增长迅速。
[0003]在N
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TOPCon太阳电池金属化过程中，常规采用银浆作为N型TOPCon太阳电池的正面发射极，但是，硼扩散的p+区与银的接触电阻非常大，需要通过掺入少量铝改善接触。然而在烧结过程中，铝粉活性高于银粉，容易通过铝硅共晶形成铝尖楔(Spike)效应和铝硅空洞(Voids)，带来Voc的急剧下降。通过玻璃粉降低烧结温度可以减轻铝硅共晶带来的问题，但是，低温使得银接触劣化，升高Rs，降低FF。另外，N型电池的钝化层一般采用Al2O3膜叠加SiNx膜，腐蚀难度较高，低温条件下难以烧穿，影响接触电阻。因此，对这些问题进行针对性改善实属必要。
[0004]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一目的在于提供一种N
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TOPCon太阳电池用低温烧结银铝浆，为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0006]一种N
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TOPCon太阳电池用低温烧结银铝浆，包括如下组分制备得到：银粉、铝镓合金粉、玻璃粉、氟硼酸盐、助剂和溶剂。
[0007]优选地，所述低温烧结银铝浆包括按质量份数计的如下组分制备得到：银粉80～100份、铝镓合金粉0.5～5份、玻璃粉0.5～6份、氟硼酸盐0.2～1.5份、助剂1～7份和溶剂1～7份；
[0008]更优选地，银粉87～90份、铝镓合金粉1～3份、玻璃粉1～4份、氟硼酸盐0.2～0.8份、助剂2.5～5.5份和溶剂3～5份；
[0009]进一步优选地，所述低温烧结银铝浆由按质量百分比计的如下组分制备得到：银粉87～90％、铝镓合金粉1～3％、玻璃粉1～4％、氟硼酸盐0.2～0.8％、溶剂3～5％和助剂2.5～5.5％；其中，质量百分比的总和保持为100％；
[0010]在本专利技术中通过合理配比各组分的重量区间，使浆料或太阳电池兼顾导电特性、
印刷特性和烧结特性。
[0011]优选地，所述银粉采用微米级配、纳米级配或是二者的混合；具体而言，所述银粉的粒径为2μm～8μm，和/或，所述银粉的粒径为10nm～100nm。
[0012]优选地，在所述铝镓合金粉中，镓的质量含量为2％～10％；
[0013]现有N
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TOPCon太阳电池中掺入少量纯铝以降低银与p+区的接触电阻，而在本专利技术中创造性地发现，通过铝镓合金替换传统铝粉时，由于铝镓合金的熔化温度较低，当处于较低的金属化温度时，呈液态流动的铝镓合金与玻璃相相融合，形成对银粉的包覆，使其具有半导体性质；在铝镓合金与硅片形成掺杂后可替代常规磷元素掺杂形成n型掺杂，降低硅原子间隙间的氧含量。
[0014]优选地，所述玻璃粉包括PbO、Bi2O3和B2O3；
[0015]更优选地，所述玻璃粉在含有上述三种成分的基础上还可以包括ZnO、TeO2、BaO、CaO、AgO、Tl2O3、SiO2中的至少一种；
[0016]本专利技术所采用的玻璃粉是一种无定型、无固定熔点的硬质超细颗粒粉体，且含有有机溶液作为溶剂相；玻璃粉的软化温度低于金属或金属氧化物的熔点，且具有较宽的熔化温度区间；熔化后的玻璃粉流体容易对高熔点固体进行包覆，促进热传导及熔化过程；在本专利技术中通过添加玻璃粉降低烧结温度可以减轻铝硅共晶带来的铝尖楔效应或铝硅空洞的负面影响，进一步避免其降低太阳电池的电性能。
[0017]更优选地，所述玻璃粉的粒径为1μm～3μm；
[0018]在本专利技术中通过对所述银粉和所述玻璃粉的粒径进行限定实现了粉体粒径的优化搭配。
[0019]优选地，所述氟硼酸盐包括氟硼酸锂、氟硼酸钠、氟硼酸钾和氟硼酸铵中的至少一种；所述氟硼酸盐的加入增强了对钝化层的腐蚀烧穿，腐蚀后的硼元素继续对硅层掺杂，降低接触电阻，在低温下改善烧结后的金属接触，避免高温了过程铝硅共晶带来的Voc损失。
[0020]优选地，所述溶剂包括正己醇、醇酯十二、乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇二丁醚、己二酸二甲酯、三乙酸甘油酯和邻苯二甲酸二甲酯中的至少一种。
[0021]优选地，所述助剂包括粘接剂、触变剂、分散剂和湿润剂中的至少一种；
[0022]更优选地，所述粘接剂包括乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、苯氧树脂、PVB树脂和丙烯酸树脂中的至少一种；在本专利技术中，所述粘接剂除了起到引导银铝浆与硅层进行粘接的作用外，还能起到辅助金属粉末溶解、以及进一步降低烧结温度的作用；
[0023]更优选地，所述触变剂包括气相二氧化硅、聚酰胺蜡和聚酰胺改性氢化蓖麻油中的至少一种；所述触变剂能够更好地改善粘接剂的流动性，在烧结过程中形成液相，促进对相体的包覆和更高效的热传导，进一步加速低温烧结的快速实现；
[0024]更优选地，所述分散剂包括丙烯酸系分散剂中的一种；所述分散剂能够防止各粉体团聚；当粉体越小时越容易熔化，反之易团聚而降低熔化速度；
[0025]更优选地，所述湿润剂包括二甲基硅油；所述湿润剂和各粉体形成接触并起到表面过渡的作用，加速溶剂组分分散粉体，同时湿润剂还能起到加速传热的效果。
[0026]本专利技术的第二目的在于提供一种所述的N
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TOPCon太阳电池用低温烧结银铝浆的制备方法，包括如下步骤：将银粉、铝镓合金粉、玻璃粉、氟硼酸盐、助剂和溶剂充分混合，均化分散，至所述低温烧结银铝浆的细度小于10μm。
[0027]优选地，所述铝镓合金粉的制备方法包括如下步骤：将镓均匀滴加在铝箔上，粉化处理，得到所述铝镓合金粉。金属镓在29.76℃时转变为银白色液体，因而金属镓滴落在铝箔后研磨即可形成粉体。
[0028]优选地，所述混合包括如下步骤：将所述助剂和所述溶剂预混合，而后加入所述银粉、所述铝镓合金粉、所述玻璃粉和所述氟硼酸盐再充分混合。
[0029]优选地，所述混合通过匀胶机进行；所述分散通过三辊机进行，当三辊机的刮板细度小于10μm时，停止运行并获得所述低温烧结银铝浆。
[0030]本专利技术的第三目的在于提供所述的N...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种N
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TOPCon太阳电池用低温烧结银铝浆，其特征在于，所述低温烧结银铝浆包括如下组分制备得到：银粉、铝镓合金粉、玻璃粉、氟硼酸盐、助剂和溶剂。2.根据权利要求1所述的N
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TOPCon太阳电池用低温烧结银铝浆，其特征在于，所述低温烧结银铝浆包括按质量份数计的如下组分制备得到：银粉80～100份、铝镓合金粉0.5～5份、玻璃粉0.5～6份、氟硼酸盐0.2～1.5份、助剂1～7份和溶剂1～7份；优选地，银粉87～90份、铝镓合金粉1～3份、玻璃粉1～4份、氟硼酸盐0.2～0.8份、助剂2.5～5.5份和溶剂3～5份。3.根据权利要求1所述的N
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TOPCon太阳电池用低温烧结银铝浆，其特征在于，所述银粉的粒径为2μm～8μm；和/或，所述银粉的粒径为10nm～100nm。4.根据权利要求1所述的N
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TOPCon太阳电池用低温烧结银铝浆，其特征在于，在所述铝镓合金粉中，镓的质量含量为2％～10％。5.根据权利要求1所述的N
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TOPCon太阳电池用低温烧结银铝浆，其特征在于，所述玻璃粉包括PbO、Bi2O3和B2O3；优选地，所述玻璃粉还包括ZnO、TeO2、BaO、CaO、AgO、Tl2O3、SiO2中的至少一种；优选地，所述玻璃粉的粒径为1μm～3μm。6.根据权利要求1所述的N
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TOPCon太阳电池用低温烧结银铝浆，其特征在于，所述氟硼酸盐包括氟硼酸锂、氟硼酸钠、氟硼酸钾和氟硼酸铵中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李进，安百俊，谢余才，马少波，徐尊豪，赵国彦，
申请(专利权)人：宁夏大学，
类型：发明
国别省市：