[發明專利]用于生產LFC-PERC硅太陽能電池的方法

無效

• 申請號: 201280054039.0
• 申請日: 2012-09-06
• 公開（公告）號: CN103918089A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: G·M·富吉;村上守;A·G·普林斯;P·J·威爾莫特
• 申請（專利權）人: E.I.內穆爾杜邦公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 朱黎明

技術領域

本發明涉及一種利用鋁漿(鋁厚膜組合物)來形成所謂的LFC-PERC(激光焙燒觸點PERC；PERC＝鈍化發射器和背面觸點)硅太陽能電池的鋁背面電極的方法。本發明因此涉及一種用于生產相應的LFC-PERC硅太陽能電池的方法。

背景技術

通常，硅太陽能電池兼具正面和背面金屬噴鍍(正面電極和背面電極)。常規的具有p型基板的硅太陽能電池結構使用負極來接觸電池正面或光照面、以及位于背面上的正極。眾所周知，在半導體主體的p-n結上入射的適當波長的輻射充當在該主體中產生電子-空穴對的外部能量來源。存在于p-n結處的電勢差會導致空穴和電子以相反的方向跨過該結移動，從而產生能夠向外部電路傳送電力的電流。大部分太陽能電池為金屬化的硅圓片形式，即，具有導電的金屬觸點。

當前生產的大部分太陽能電池均基于結晶硅。一種流行的用于電極沉積的方法是絲網印刷金屬漿料。

US2011/120535A1公開了不具有或僅具有較差的燒透能力的鋁厚膜組合物。這些鋁厚膜組合物包含粒狀鋁、有機載體和至少一種玻璃料，該玻璃料選自(i)無鉛玻璃料，其具有在550至611℃范圍內的軟化點溫度，并包含11至33重量％的SiO₂、>0至7重量％的Al₂O₃和2至10重量％的B₂O₃；和(ii)含鉛玻璃料，其具有在571至636℃范圍內的軟化點溫度，并包含53至57重量％的PbO、25至29重量％的SiO₂、2至6重量％的Al₂O₃和6至9重量％的B₂O₃。這些鋁厚膜組合物能夠用于形成PERC硅太陽能電池的鋁背面電極。

發明內容

本發明涉及一種利用鋁漿來形成LFC-PERC硅太陽能電池的鋁背面電極的方法。

本發明涉及一種形成LFC-PERC硅太陽能電池的方法和利用了硅圓片的LFC-PERC硅太陽能電池自身，所述硅圓片具有p型和n型區域、p-n結、正面ARC(抗反射涂層)層和背面非穿孔的介電鈍化層。該方法包括在背面非穿孔的介電鈍化層上施加(例如印刷，具體地絲網印刷)鋁漿；焙燒如此施加的鋁漿以形成焙燒的鋁層，從而使晶片達到在700至900℃范圍內的峰值溫度；隨后激光焙燒所焙燒的鋁層以在介電鈍化層中產生穿孔并形成局部BSF觸點，其中鋁漿不具有或僅具有較差的燒透能力并包括粒狀鋁、玻璃料、有機載體和基于總鋁漿組合物計0.01至<0.05重量％的至少一種銻氧化物，其中所述至少一種銻氧化物可作為一種或多種獨立粒狀組分和/或作為一種或多種玻璃料組分存在于鋁漿中。

具體實施方式

已發現與用不包括所述0.01至<0.05重量％的至少一種銻氧化物的鋁漿制成的LFC-PERC硅太陽能電池相比，在本發明的方法中使用所述鋁漿允許生產如下LFC-PERC硅太陽能電池，它們在焙燒的鋁表面上不具有或只具有基本上減少數目的表面缺陷諸如球、珠和釘。

在說明書和權利要求書中使用術語“燒透能力”。它是指焙燒過程中金屬漿料蝕刻并穿透(燒透)鈍化層或ARC層的能力。換句話講，具有燒透能力的金屬漿料為如下金屬漿料，其燒透鈍化層或ARC層從而與下面硅基板的表面建立電接觸。相應地，具有較差的燒透能力或甚至無燒透能力的金屬漿料在焙燒時與硅基板無電接觸。為了避免誤解，在此背景下術語“無電接觸”不應理解為絕對的；而是應指焙燒的金屬漿料和硅表面之間的接觸電阻率超過1Ω·cm²，而就電接觸而言，焙燒的金屬漿料和硅表面之間的接觸電阻率在1至10mΩ·cm²的范圍內。

接觸電阻率可通過TLM(傳輸長度法)測量。為此，可使用以下樣本制備和測量程序：在具有要測試的鋁漿的鈍化層上絲網印刷具有非穿孔的背面鈍化層的硅圓片，印刷圖案為平行的100μm寬且20μm厚的線，這些線之間的間距為2.05mm，然后焙燒晶片，使其達到730℃的峰值溫度。樣本制備優選地使用如下硅圓片，所述硅圓片具有與本發明的方法中所用的相同類型的背面鈍化層。將焙燒后的晶片用激光切割成8mm×42mm長的條，其中平行的線不相互接觸，并包含至少6條線。然后在20℃下在暗處對這些條進行常規TLM測量。可使用得自GP?Solar的裝置GP4-Test?Pro進行TLM測量。