[發明專利]用于表面高方阻硅基太陽能電池正面銀漿及其制備方法

有效

• 申請號: 201310000921.3
• 申請日: 2013-01-03
• 公開（公告）號: CN103915127B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 張俊剛;楊建平
• 申請（專利權）人: 上海匡宇科技股份有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/18;H01B1/16;H01B1/22;H01B13/00
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙)11411
• 代理人: 曾少麗

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，特別是涉及一種用于表面高方阻硅基太陽能電池正面銀漿及其制備方法。

背景技術

隨著煤炭、石油、天然氣等傳統能源的短缺和人們對二氧化碳排放的關注，太陽能發電技術得到了跳躍式的發展。其中晶體硅太陽能電池技術作為太陽能發電技術的主體，一直備受人們的關注，通過對晶體硅太陽能電池技術的不斷研究，其光電轉換效率不斷提升。

太陽能電池的優劣除了取決于所使用的晶硅材料中的載流子濃度、分布和遷移率以外，還受到電池正負極電極性能的影響。其中正面電極直接影響著串聯電阻、分流電阻、填充因子和光電轉換效率，因此正面電極銀漿的質量決定了太陽能電池的性能。

導電銀漿主要包括以下幾個組成部分：銀粉、有機載體和玻璃粉。在正面銀漿中，除了主要組分銀粉以外，玻璃粉的組成和含量對硅基電池的光電轉換效率起關鍵性的作用，同時對所制成的硅基電池的柵線的可焊性和與硅片的燒結強度起決定性的影響。柵線可焊性不好，會影響電池的產率和良率。而柵線與硅片的燒結強度達不到一定的數值，則電池無法封裝制成組件，并且會影響電池的使用壽命。

目前，用于制備銀漿的玻璃粉多是鉛含量較高的玻璃粉，通過玻璃粉中的鉛腐蝕硅片表面的SiN減反層，并協助銀粉在硅表面形成二次結晶，形成有效的歐姆接觸。通常在該系列玻璃粉中，氧化鉛的含量高于60%。而氧化鉛為劇毒重金屬化合物，為RoHS明確禁止的六種劇毒化合物之一。因此降低含鉛化合物的使用量一直是銀漿研究的方向。

為了追求高的光電轉換效率，硅基太陽能電池的表面方阻越來越高，這是因為高的表面方阻有更好短波響應，能更大程度的利用太陽光譜中的能量。目前，硅基太陽能電池的表面方阻已經從60~65歐姆/方快速提升到75~85歐姆/方。傳統的高鉛玻璃粉所制備的正面銀漿已經不能滿足高方阻工藝的需要，因為高方阻的硅基電池的PN結較淺，高鉛玻璃粉的腐蝕性較強，往往擊穿PN影響電池效率。

因此，需要尋找新型的較溫和的玻璃粉體系來適應高方阻硅基電池的工藝以便有效地提高硅基太陽能電池的效率。目前太陽能電池正面銀漿專利及文獻報告較多，如專利US20110308597、US20110232746、US20110308596中公開了利用碲酸鹽玻璃粉制備太陽能電池正面銀漿。但是，碲酸鹽玻璃粉由于鉛含量較低對硅片的腐蝕性差從而降低了玻璃粉與硅片的燒結，因此碲酸鹽玻璃粉制備的漿料焊接拉力低，很難滿足硅基太陽能電池的需要。在專利US7935279中公開了使用無鉛玻璃粉和無機添加劑TeO₂和Bi₂O₃制備太陽能電池正面銀漿，但是利用該發明所制備的正面銀漿轉換效率低，很難商業化。

因此，如何通過降低玻璃粉中的鉛含量，并且對玻璃粉的組分和含量進行優選從而獲得一種轉換效率高，焊接拉力大的太陽能電池正面銀漿，依然值得人們不斷努力探索。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種用于表面高方阻硅基太陽能電池正面銀漿及其制備方法，該正面銀漿轉化效率高，焊接拉力大，且鉛含量低。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明的第一方面是提供一種用于表面高方阻硅基太陽能電池正面銀漿，其特征在于，包含以下重量百分數的組分：銀粉80%～90%、玻璃粉0.5%～6%、有機載體5%～15%；

其中，玻璃粉包含占玻璃粉重量百分比的以下組分：25%～75%的TeO₂、20%～55%的PbO、1%～20%的Na₂O；有機載體包括樹脂和有機溶劑。

在現有理論中，鉛可以腐蝕硅片表面的SiN減反層，并協助銀粉在硅表面形成二次結晶，形成有效的歐姆接觸。因此，通常使用高鉛玻璃粉作為制備正面銀漿的原料。但從目前硅基太陽能發展的趨勢來看，硅片表面高的方塊電阻將成為主流，因為高方阻硅片提高了短波響應，能有效地提高光電轉換效率。而高方阻硅基電池的PN結較低方阻的PN結淺，如用通常的高鉛玻璃粉去高溫腐蝕，很容易擊穿PN結，難以達到應有的效率。因此需要尋找新型的腐蝕性比較溫和的玻璃以達到適度腐蝕的效果。