[發明專利]適用于高方阻的低溫燒結技術

無效

• 申請號: 200910099023.1
• 申請日: 2009-06-04
• 公開（公告）號: CN101908577A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 胡本和
• 申請（專利權）人: 胡本和
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;F27B5/02
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所 33206
• 代理人: 戴曉翔;胡龍祥

技術領域

本發明涉及銀漿和低溫燒結工藝，尤其是用以提高硅基電池的短路電流、開路電壓，降低串聯電阻的適用于高方阻(方阻是方塊電阻的簡稱，高方阻是高阻值方塊電阻的簡稱，在本發明中，高方阻是指60歐姆以上的方塊電阻)的低溫燒結技術。

背景技術

在硅基太陽能電池中銀柵線的印刷燒結是尤為重要的，其對電池片性能的影響主要表現在串聯電阻，因而也表現在填充因子上。

從尺度上講，傳統工藝中銀被驅趕得太深，因銀硅合金區域很高的電阻率而使得其所在位置的PN結所收集到的電子幾乎不能直接穿過該銀硅合金區域，這就使得作為金屬電極的銀柵線對電子的收集只集中在柵線的邊沿區域；而相比于銀柵線與硅的總接觸面積來說，邊沿區域的接觸面積只占大約1％。由于銀具有較高的功函數，銀與硅的接觸很難實現歐姆接觸。這個問題可以通過高濃度的磷擴散以防止銀與N-型硅之間形成Schottky(肖特基)勢壘從而實現歐姆接觸。然而，遺憾的是，最濃的磷擴散區域靠近硅片的表面。因此，如果銀被驅趕得太深，一方面會使得高導電性的磷擴散區域被封閉；另一方面還會使得銀與磷摻雜濃度較低的硅區域接觸而形成Schottky勢壘從而接觸電阻很高。而且擴散高濃度，高參雜帶來的死層效應十分嚴重，短路電流和開路電壓會降低，影響電池片的轉換效率。為了實現良好的歐姆接觸而又可以保證在后續的燒結過程中金屬不會穿透到結區，磷擴散得比較濃而結又比較深。因此，過去幾十年以來，絲網印刷太陽電池均采用濃度較高結比較深的擴散條件。

發明內容

本發明要解決的技術問題和提出的技術任務是克服現有技術存在的銀被驅趕得太深所導致的缺陷，提供一種適用于高方阻的低溫燒結技術。為此，本發明采用以下技術方案：

適用于高方阻的低溫燒結技術，其特征是：將欲擴散的方塊電阻調節至66～75歐姆之間，將銀漿按照0.4～0.6克的濕重印刷在方塊電阻上，再將印刷了銀漿的方塊電阻以3000～5000mm/min的速度穿越200～450℃的低溫燒結爐進行燒結。

本發明的有益效果是：

本發明解決了現有采用濃度較高、結比較深的擴散條件實施絲網印刷的難點，可以在擴散淺結低濃度的情況下形成好的歐姆接觸，提升短路電流和開路電壓。

低溫燒結技術，可以有效的降低銀被趨入過深問題，應用于低濃度的擴散條件，可以減少弄擴散帶來的死層效應，適用于60歐姆以上的方塊電阻，避免了死層效應帶來的轉換效率降低的缺陷。

可以在低溫情況下使得銀與硅形成好的歐姆接觸得到較低的串聯電阻和較高的填充因子、短路電流。

通過燒結穿透實現與N型擴散區的歐姆接觸而同時又不會損壞附近的結區。

可實現較高的柵線堆積高度，不坍塌，從而使副柵線的寬度達到80微米以下，從而增大了硅片表面的受光面積，增大了其短路電流。

附圖說明

圖1為本發明低溫燒結I-V曲線示意圖。

圖中：1-I-V曲線，2-功率曲線；該兩條曲線表達了用本發明技術可以在低溫情況下使得銀與硅形成好的歐姆接觸得到較低的串聯電阻和較高的填充因子、短路電流。

具體實施方式

以下對本發明做進一步說明。

本發明的適用于高方阻的低溫燒結技術，其根本構思是：將欲擴散的方塊電阻調節至66～75歐姆之間，將銀漿按照0.4～0.6克的濕重印刷在方塊電阻上，再將印刷了銀漿的方塊電阻以3000～5000mm/min的速度穿越200～450℃的低溫燒結爐進行燒結。其中，0.4～0.6克的濕重是在148.57平方厘米的硅片上印刷銀漿的使用量。

作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本發明還包括以下附加的技術特征，以便實施時采納：

低溫燒結爐分為連續的10個段溫區，1～3段溫區為烘干區，4～6段溫區位玻璃熔融區，7～10段溫區為快速燒結區，第1段溫區至第10段溫區的溫度依次設定為200℃、250℃、300℃、300℃、330℃、380℃、400℃、410℃、420℃、430℃。

對銀漿濕重的控制通過調節絲網間距和印刷壓力實現。