[發(fā)明專利]低銀導(dǎo)電漿料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410010054.6
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN104778988B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫志清
• 申請（專利權(quán)）人: 上海賀利氏工業(yè)技術(shù)材料有限公司
• 主分類號: H01B1/22
• 分類號: H01B1/22;H01B1/16;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所11247
• 代理人: 彭飛,林柏楠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池板技術(shù)中所利用的導(dǎo)電漿料組合物，特別是用于形成背側(cè)焊盤的導(dǎo)電漿料組合物。具體地，在一個方面中，本發(fā)明是包括導(dǎo)電顆粒、有機載體和玻璃料的導(dǎo)電漿料組合物。導(dǎo)電顆粒優(yōu)選地包括銀粉和片狀銀粉，且玻璃料優(yōu)選地具有0.01微米至3微米的粒度（d₉₀）。本發(fā)明的另一個方面是通過將本發(fā)明的導(dǎo)電漿料施加至硅片的背側(cè)以形成焊盤而制作的太陽能電池。本發(fā)明還提供包括使太陽能電池電互連的太陽能電池板。根據(jù)另一個方面，本發(fā)明還提供一種制作太陽能電池的方法。

發(fā)明背景

太陽能電池是使用光伏效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電力的裝置。太陽能是受關(guān)注的綠色能源，因為其是可持續(xù)的并且僅產(chǎn)生非污染性副產(chǎn)物。因此，目前有大量研究致力于開發(fā)具有更高效率的太陽能電池，同時持續(xù)降低材料和制造成本。

當(dāng)光照射太陽能電池時，入射光的一部分被表面反射且其余部分被透射至太陽能電池中。透射光的光子被太陽能電池吸收，所述太陽能電池通常由半導(dǎo)體材料（諸如硅）制成。來自吸收光子的能量將從半導(dǎo)體材料的原子中激發(fā)其光子，產(chǎn)生電子空穴對。這些電子空穴對隨后被p-n結(jié)分離并且被施加在太陽能電池表面上的導(dǎo)電電極收集。

最常見的太陽能電池是由硅制成的太陽能電池。具體地，通過將n型擴散層施加至與兩個電接觸層或電極耦接的p型硅襯底而由硅制成p-n結(jié)。在p型半導(dǎo)體中，摻雜原子被添加至半導(dǎo)體以增大自由載流子（正空穴）的數(shù)量。本質(zhì)上，摻雜材料將弱約束的外層電子從半導(dǎo)體原子上帶走。p型半導(dǎo)體的一個實例是具有硼或鋁摻雜劑的硅。太陽能電池也可由n型半導(dǎo)體制成。在n型半導(dǎo)體中，摻雜原子提供額外電子至主襯底，形成過量的負電子載流子。n型半導(dǎo)體的一個實例是具有含磷摻雜劑的硅。為了使太陽能電池對日光的反射最小化，抗反射涂層（諸如氮化硅）被施加至n型擴散層以增大耦接至太陽能電池的光量。

太陽能電池通常具有施加至其前表面及背面的導(dǎo)電漿料。前側(cè)漿料導(dǎo)致形成電極，所述電極如上所述傳導(dǎo)從電子交換中產(chǎn)生的電力，同時背側(cè)漿料充當(dāng)用于經(jīng)由焊料涂布導(dǎo)線串聯(lián)連接太陽能電池的焊點。為了形成太陽能電池，首先諸如通過絲網(wǎng)印刷銀漿或銀/鋁漿，將后接觸點施加至硅片的背側(cè)以形成焊盤。接下來，將鋁背側(cè)漿料施加至硅片的整個背側(cè)，稍微與焊盤的邊緣重疊且隨后干燥電池。圖1展示具有跨電池長度延伸的焊盤110的硅太陽能電池100，其中鋁背側(cè)120印刷在整個表面上。最后，使用不同類型的導(dǎo)電漿料（通常含銀漿料），可將金屬接觸件絲網(wǎng)印刷至硅片的前側(cè)以充當(dāng)前電極。光進入的電池表面或正面上的這個電接觸層通常以由指接線和主柵組成的網(wǎng)格圖形而非完整層的形式存在，因為金屬網(wǎng)格材料通常不透光。具有印刷前側(cè)和背側(cè)漿料的硅襯底隨后在約700-975℃的溫度下燒成。在燒成期間，前側(cè)漿料蝕刻穿透抗反射層，在金屬網(wǎng)格與半導(dǎo)體之間形成電接觸且將金屬漿料轉(zhuǎn)換為金屬電極。在背側(cè)上，鋁擴散至硅襯底中，充當(dāng)形成背面場（BSF）的摻雜劑。這個場幫助改進太陽能電池的效率。

所得金屬電極允許電流至及流出連接在太陽能電池板中的太陽能電池。為了組裝電池板，多個太陽能電池串聯(lián)和/或并聯(lián)連接且第一個電池和最后一個電池的電極末端，優(yōu)選地連接至輸出接線。太陽能電池通常被封裝在透明的熱塑性樹脂（諸如硅橡膠或乙烯醋酸乙烯酯）中。透明玻璃片被放置在封裝透明熱塑性樹脂的前表面上。背面保護材料（例如，涂布具有良好機械性質(zhì)和良好耐候性的聚氟乙烯膜的聚對苯二甲酸乙二酯片）被放置在封裝熱塑性樹脂下方。這些層狀材料可在適當(dāng)?shù)恼婵諣t中被加熱以移除空氣，且隨后通過加熱和沖壓而一體化。此外，由于太陽能模塊通常被長期留在戶外，所以需要用于由鋁或類似材料組成的框架材料覆蓋太陽能電池的周邊。

一種背側(cè)使用的典型導(dǎo)電漿料含有金屬顆粒、玻璃料和有機載體。導(dǎo)電漿料描述于美國專利申請公開案第2013/0148261號、中國專利公開案第101887764號和中國專利公開案第101604557號中。應(yīng)精心選擇漿料組分以充分利用所得太陽能電池的理論潛能。由背側(cè)漿料（其通常含銀或銀/鋁）形成的焊盤尤為重要，因為焊接至鋁背側(cè)層幾乎是不可能的。焊盤可形成為延伸達硅襯底長度的條狀物（如圖1中所示）或沿著硅酮襯底長度配置的離散段。焊盤應(yīng)適當(dāng)?shù)卣掣街凉枰r底并且應(yīng)能夠承受焊接接合線的機械操作，同時對太陽能電池的效率無不利影響。

一種用于測試背側(cè)焊盤的粘附的典型方法是將焊絲施加至鍍銀層焊盤，且隨后測量按相對于襯底的特定角度（通常180度）剝離焊絲所需的力。通常，考慮到會需要更大拉力，大于2牛頓的拉力是最小要求。因此，需要具有改進的粘附強度的導(dǎo)電漿料組合物。

發(fā)明內(nèi)容