[發明專利]一種晶體硅太陽能電池正面電極的形成方法

無效

• 申請號: 201210197216.2
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN102738301A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 張宏;徐曉斌;彭錚;王巍;李媛媛;彭德香
• 申請（專利權）人: 上海中智光纖通訊有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0224;B41M3/00;B41M1/26
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬于太陽能電池正面電極的印刷領域，特別涉及一種晶體硅太陽能電池正面電極的形成方法。

背景技術

隨著太陽能技術的飛速發展，提高太陽能電池的光電轉換效率、降低生產成本已經成為目前太陽能電池行業研發的主要目標。一種有效的提高電池效率的方法就是盡量增加入射光量，降低電池正面被電極遮擋部分的面積，這就要求電極的寬度越來越細，但隨之而來的問題是電極的電阻損耗同時增大，大大抵消了遮光損耗降低帶來的優勢，因此電極的寬度在降低的同時要保證一定的電極截面積，電極高度（厚度）需要增加。但傳統的一次絲網印刷技術由于漿料本身和絲網印刷的精度有限，不僅電極的厚度很難增加而且短線現象非常嚴重。此時，二次電極印刷技術解決了電極印刷的厚度和短線問題。傳統的二次印刷技術是分兩次印刷正面銀電極，第一次印刷細柵，第二次采用同樣的銀漿印刷主柵和細柵。

一般晶體硅光伏電池的正面銀電極分為主柵和細柵，電極銀漿通過絲網印刷技術印刷在減反射膜之上，經過高溫燒結后銀漿下面的減反膜層被燒穿，銀同硅片形成緊密的歐姆接觸。然而，銀同硅片的直接接觸雖然能降低接觸電阻損耗，但卻導致了表面載流子的負荷加劇，尤其對短波長的光生載流子不利。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種晶體硅太陽能電池正面電極的形成方法，該方法由于采用了二次印刷技術，延續了二次印刷技術的優點，且適合工業化生產；在保證了細柵電極有足夠良好的歐姆接觸的情況下，避免了主柵電極和硅片的直接接觸，增大了表面鈍化面積，減少了光生載流子在界面的復合，提高太陽能電池的光電轉換效率。

本發明的一種晶體硅太陽能電池正面電極的形成方法，包括：

在經過制絨、擴散、表面鈍化處理、正面減反膜成膜后的兩面制絨的單晶硅背面印刷鋁被場及背銀電極并烘干后，首先在硅片正面印刷細柵電極，烘干；然后只印刷主柵電極或者同時印刷主柵電極并對細柵電極進行第二次印刷，烘干，其中，第二次印刷主柵電極所用銀漿的銀含量比第一次印刷細柵電極低；烘干后進隧道爐燒結，即得。

所述第二次印刷主柵電極所用銀漿的銀含量比第一次印刷細柵電極低1~10%。

所述第二次印刷主柵電極所用銀漿的銀含量比第一次印刷細柵電極低5%。

所述第二次印刷主柵電極所用銀漿的銀含量比第一次印刷細柵電極低10%。

所述第二次印刷所用銀漿中的玻璃粉軟化點比第一次印刷所用銀漿高1~50度。

第一次印刷銀漿中銀含量80%-85%，玻璃粉軟化400-500℃；第二次銀含量70%~84%，玻璃粉軟化450-550℃。

本發明分兩次采用不同銀電極漿料來印刷正面電極。第一次印刷細柵線，第二次印刷主柵線或同時印刷主柵線和細柵線，而且主柵線和細柵線采用不同的銀電極漿料（如圖1所示）。細柵電極印刷普通的具有高含銀量高導電性的正面銀電極漿料，在高溫燒結過程中燒透其下的鈍化層，同硅片形成良好的歐姆接觸，作為負電極收集載流子并輸出，呈現低的接觸電阻。而主柵線所采用的銀電極漿料不燒透其下的減反膜，在燒結后只是同電池硅片表面的減反膜粘結接觸，而不同硅產生直接接觸，僅作為細柵的并聯條和焊接用電極，同時可以降低導電性能，采用含銀量較低的電極漿料制備。當然，銀含量不能過低，否則會影響焊接強度，導致電池效率下降。

如果更加重視電池的成本而對電池的效率提高要求不多，則第二次印刷的主柵或者第二次印刷的主柵和細柵可以比細柵采用銀含量更低的銀電極漿料。一般來說，相比于細柵高達80~85%的銀含量，主柵銀含量可相對低1%~10%，這個銀含量雖然導電性比細柵差，但只要保證主柵電極的焊接性即可。

主柵銀漿同細柵銀漿功能的不同來源于銀漿配方的不同，主柵用銀漿不燒穿減反膜的主要特點源于主柵銀漿中玻璃粉的配方及軟化點不同。相對于細柵用銀漿中玻璃粉軟化點，主柵用銀漿可以提高1~50℃。玻璃粉軟化點越高，銀含量越低，銀漿燒結時反應活性就越低，不容易燒透鈍化層。

有益效果

(1）本發明的硅太陽能電池正面電極將電極細柵和主柵的作用分開，在保證了細柵電極有足夠良好的歐姆接觸的情況下，避免了主柵電極和硅片的直接接觸，增大了表面鈍化面積，減少了光生載流子在界面的復合，提高太陽能電池的光電轉換效率；

（2）本發明在保證了細柵電極有足夠良好的歐姆接觸，細柵和主柵同硅片有足夠的附著強度，以及主柵有良好的焊接性的情況下，適當減低主柵漿料或者第二次印刷的細柵漿料的銀含量，節約了電池成本；