[發明專利]晶硅太陽能電池背場鈍化鋁導電漿料及制備方法

有效

• 申請號: 201310485907.7
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103762249A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 唐燕亮;楊榮春;楊華
• 申請（專利權）人: 杭州正銀電子材料有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/18;H01B1/22;H01B13/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 王江成

技術領域

本發明屬于太陽能電池新材料領域，特別涉及一種晶硅太陽能電池背場鈍化鋁導電漿料及制備方法。

背景技術

晶硅太陽能電池是一種將太陽光能轉化為電能的半永久性物理電池，隨著化石（石油，煤炭，天然氣等）能源的極度消耗，產生的能源枯竭以及日益嚴重的溫室效應，人類對新型清潔能源的需求變得越來越迫切。在未來漫長的時間里，太陽將是人類清潔能源的有效提供者，目前，晶硅太陽能電池是將太陽能轉化為民用能源有效器件之一，它的應用范圍正從航天、軍事擴展到人們的日常生活，在不產生新的污染的同時，成本的降低將使太陽能電池得到更為廣泛的應用。

據國際能源機構預測，全世界煤炭只能用220年，石油開采峰值位于2012年，并將在30—60年后消耗盡。而太陽輻射能預計在100億年里可保持近似恒定的輻射輸出，據預測，2050年太陽能將在整個能源結構中占據20%的比例，而到2100年這個比例將達到70%。顯然，人類能源結構將在本世紀發生根本的改變，太陽能將成為最重要的能源。

鋁背場是晶體硅現代太陽電池普遍采用的，典型的背表面鈍化結構，經過多年的發展，鋁背場的生產工藝已經趨向成熟、穩定，對鋁背場的各項研究也日益深化，這些都決定了在今后相當一段時間內鋁背場仍將被廣泛用于晶體硅太陽電池生產。然而，隨著工藝的不斷發展，更薄的太陽電池即將出現，這對鋁背場鈍化提出了更高的要求，進一步研究鋁背場鈍化，是高效太陽電池研究和生產中一個不可忽視的重要環節。鋁背場表面鈍化，能降低背表面復合速率，提高少數載流子的收集率，從而提高開路電壓，同時鋁易于與P型硅形成良好歐姆接觸，為此鋁硅合金結構，不僅具有背場的作用，而且還能夠很好地構成背面歐姆接觸，作為電流的輸出電極，降低接觸電阻，改善電池的電學性能。

發明內容

本發明提供一種晶硅太陽能電池背場鈍化鋁導電漿料，其無鉛、無鎘、無鉈，利用其制備的電池片無鋁珠、鋁皰，彎曲小，形成良好地BSF層。

本發明還提供一種所述晶硅太陽能電池背場鈍化鋁導電漿料的制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種晶硅太陽能電池背場鈍化鋁導電漿料，該漿料主要由以下按質量百分比計的原料混合而成：鋁粉60-75%，硅鋁合金粉5-10%，玻璃粉1-10%，有機粘合劑16-22%。該背場鈍化鋁導電漿料用于印刷在晶硅太陽能電池片的背面，經過紅外快燒工藝（硅片表面實際峰值溫度780℃-810℃，1-2秒），鋁和基體硅發生鋁硅合金反應，實現歐姆接觸并形成背場，確保電池片的高轉化效率，鋁導電漿料燒結膜與基材料附著力好、不起鋁珠、鋁皰、耐水性好、不影響組件的生產以及保證了電池片的可靠性。

作為優選，所述鋁粉是純度99.9%以上，平均粒徑1.0-10μm，且表面覆有氧化鋁膜的霧化法生產的球形鋁粉，氧化鋁膜的厚度為2.0-10.0nm。進一步優選的是，所述鋁粉的平均粒徑6.0-8.0μm（激光粒徑），松裝密度0.60-0.85g/cc，比表面積為0.70-1.00m²/g。實現背場表面鈍化主要降低半導體表面活性，從而降低復合速率，曾加表面的清潔程序，使吸雜更徹底。一般情況下選用鋁粉純度低于99.9%會在電池片背面引入雜質量，增加載流子復合速率，從而降低電池的電流和開路電壓，選用純度高于99.9%的鋁粉有助于背場P+層的形成。鋁粉表層容易氧化，若厚度超過10nm，在漿料燒結過程中，會對硅與鋁的接觸形成合金造成障礙，阻礙P+層的形成。本發明通過添加硅鋁合金粉來有效提高P+層厚度，來減少載流子復合速率，形成更好的鋁背場鈍化效果。