[發(fā)明專利]太陽能電池用鋁膏

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010287336.2
• 申請(qǐng)日: 2010-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN102024506A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 角田航介;越智浩輔;山岸正生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 諾利塔克股份有限公司
• 主分類號(hào): H01B1/22
• 分類號(hào): H01B1/22;H01L31/0224
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 段承恩;陳海紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及適合于太陽能電池的背面電極用的鋁膏(鋁漿糊)。

背景技術(shù)

例如，一般的硅系太陽能電池具有如下結(jié)構(gòu)：在作為p型多晶半導(dǎo)體的硅基板的上面隔著n⁺層而設(shè)有防反射膜和受光面電極，并且，在其下面隔著p⁺層而設(shè)有背面電極。通過受光，在半導(dǎo)體的p-n結(jié)(p-n接合)產(chǎn)生電力，通過電極將該電力取出。

上述n⁺層是將作為n型的摻雜物的P(磷)等擴(kuò)散到硅基板而形成的n⁺層，例如在厚度為160～300μm的硅基板中以0.2～0.6μm程度的厚度設(shè)置。另外，防反射膜是由氮化硅、二氧化鈦、二氧化硅等的薄膜構(gòu)成的膜，為了確保充分的可見光透過率并且降低表面反射率從而提高受光效率而設(shè)置。受光面電極是由含有銀等來作為導(dǎo)體成分的厚膜材料形成的電極，采用所謂的燒成貫通法(fire?through?method)等形成于該防反射膜上。

另一方面，背面電極由設(shè)置成帶狀的例如2條帶狀電極和設(shè)置在除了該帶狀電極上以外的大致整個(gè)面的整面電極構(gòu)成。整面電極是由以鋁為導(dǎo)體成分的厚膜材料形成的電極，帶狀電極是由以銀為導(dǎo)體成分的厚膜材料形成的電極。該帶狀電極是出于能夠?qū)?dǎo)線等釬焊于背面電極的目的而設(shè)置的。

在形成上述整面電極時(shí)，使用絲網(wǎng)印刷法等將鋁膏涂布于背面，干燥后，在與膏組成相應(yīng)的溫度下實(shí)施燒成處理。此時(shí)，膏中的鋁擴(kuò)散到硅基板而形成上述p⁺層，在背面?zhèn)刃纬捎蓀p⁺層之間的費(fèi)米能級(jí)的差所引起的電場，可得到生成載流子的收集效率提高的BSF(背場；Back?Surface?Field)效果。對(duì)于上述的鋁膏而言，例如，在鋁粉末中添加了有機(jī)質(zhì)載色劑和用于提高鋁電極強(qiáng)度的玻璃料(玻璃粉；glass?frit)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2000-090734號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2003-223813號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2001-313402號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開2008-166344號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5：日本特開2007-234625號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)6：日本特公平06-105792號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)7：日本特開2007-273760號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

然而，在上述的太陽能電池中，近年來以謀求成本降低為目的，正在研究使硅基板厚度減薄到200μm以下。但是，若使硅基板變薄，則在用于電極形成的燒成時(shí)，起因于硅和鋁的熱膨脹率的差，基板產(chǎn)生應(yīng)力，因此存在硅基板翹曲，進(jìn)而在制造工序發(fā)生開裂等等的問題。

與此相對(duì)，曾提出了各種的降低使基板厚度減薄了的情況下的翹曲的技術(shù)。例如，有使鋁電極的厚度尺寸變薄的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)1。)。根據(jù)該技術(shù)，燒成時(shí)的應(yīng)力變小，因此可抑制翹曲，但由于向背面的鋁擴(kuò)散量變少，進(jìn)而使BSF效果減弱，因此存在電特性降低，并且容易產(chǎn)生泡疤(blister)和/或圓球兒，從而膜外觀也變差的問題。

另外，還曾提出了下述方案：在鋁膏中添加二氧化硅和/或氧化鋁等的熱膨脹率比鋁小且熔點(diǎn)比鋁高的無機(jī)化合物粉末(例如參照專利文獻(xiàn)2。)。根據(jù)該技術(shù)，鋁電極的熱膨脹率因添加的無機(jī)化合物粉末而變小，因此燒成時(shí)的應(yīng)力變小，進(jìn)而可抑制翹曲，但由于絕緣材料比例變多，因此電特性降低。而且，由于鋁的燒結(jié)受到無機(jī)化合物粉末阻礙，因此具有膜強(qiáng)度也降低的問題。

另外，曾提出了在鋁膏中添加硅粉末的方案(例如參照專利文獻(xiàn)3。)。出于使鋁電極的熱膨脹率降低進(jìn)而抑制翹曲的目的而添加硅粉末，但Al-Si共晶點(diǎn)為577℃，比鋁的熔點(diǎn)660℃低，因此膜中的液相量變多，進(jìn)而形成于背面的合金層的厚度也增加。因此，與上述目的相反，反而翹曲會(huì)增大。還曾提出了添加Al-Mg合金粉末或Mg粉末的方案(例如參照專利文獻(xiàn)4。)。若Al比例處于高的范圍，則Al-Mg共晶點(diǎn)低為450℃，因此，與添加了硅粉末的情況同樣，反而翹曲增大。

另外，有將熔點(diǎn)比鋁高的含有鋁的合金粉末添加到鋁膏中的技術(shù)(例如參考專利文獻(xiàn)5。)。作為合金的構(gòu)成元素，可舉出鈦和釩等。根據(jù)該技術(shù)，通過添加合金粉末，固相的析出溫度上升，因此液相量降低，進(jìn)而可抑制翹曲。但是，存在由高熔點(diǎn)合金粉末導(dǎo)致鋁電極的導(dǎo)電性降低的問題。在這些專利文獻(xiàn)1～5中記載的技術(shù)中，不能抑制翹曲，或者電特性、抗拉強(qiáng)度、膜外觀等其他特性降低，因此不能得到太陽能電池特性。