[發明專利]一種含有金硅合金的太陽能電池導電漿料及應用

在審

• 申請號: 202210151392.6
• 申請日: 2022-02-17
• 公開（公告）號: CN114512262A
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 田銳
• 申請（專利權）人: 江蘇日御光伏新材料科技有限公司
• 主分類號: H01B1/22
• 分類號: H01B1/22;H01B1/16;H01B13/00;H01L31/0224
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 彭素琴

本發明公開了一種含有金硅合金的太陽能電池導電漿料及應用，屬于導電漿料領域。基于導電漿料的重量，所述含有金硅合金的太陽能電池導電漿料包括80％～90％的第一金屬和第二金屬的組合物；玻璃料0.1～10％，和余量有機載體；其中，所述第一金屬為銀、銅、鎳、鋁中的任一種或幾種，所述第二金屬為金?硅合金或含有金?硅的三元及三元以上合金。本發明的金硅合金的共熔點為363℃，當金硅合金加熱到363℃，部分合金或是全部合金會熔化，流動到金屬和硅片的界面，與硅片進一步共晶熔化，為金屬層和硅片之間建立歐姆接觸，從而有利于降低電阻。

技術領域

本發明涉及用于印刷具有一個或多個鈍化層的N-型光伏太陽能電池裝備的表面的導電漿料，尤其是涉及一種含有金硅合金的太陽能電池導電漿料及應用，具體涉及一種含有金合金作為第二金屬的導電漿料，導電漿料包括第一金屬，第二金屬，有機載體，以及無機氧化物，屬于導電漿料領域。

背景技術

常規的N型(包括N-型TOPCon，N-型PERT，IBC等)太陽能電池的正面為p+摻雜層，基體為N型硅，而背面為n+摻雜層，該電池金屬化一般采用雙面H型金屬柵線結構，p+面印刷摻鋁銀漿，n+面印刷銀漿。在太陽光照射到N型電池的時候，N型電池背面為負極，正面為正極。當光子入射到半導體的p-n結的時候，會激發電子-空穴對載流子的產生。這些電子空穴對載流子在p-n結所產生的電場下遷移，并通過電池表面的電極網絡收集，流向外部電路。大多數太陽能電池的硅晶片表面有一次或多層鈍化層，導電漿料通過絲網印刷涂敷在硅晶片表面的鈍化層上。在導電漿料燒結以后，穿透此鈍化層，在太陽能電池表面形成導電電極，導通硅晶片和電池的表面電極網絡。

為了降低金屬電極和N-型太陽能電池硅片正面P+參雜的電阻，N-型漿料在銀漿中加入了0.5％～3％Al粉或Al-Ag合金，例如專利CN105190780B。Al粉和電池硅片在577℃形成共晶結構。該共晶結構有助于降低金屬電極和硅片之間的接觸電阻，提高N-型太陽能電池的光電轉換效率。除了Al粉作為第二金屬外，CN104795127A使用了金粉、銅粉、鎂粉中的一種或幾種組合的作為第二金屬。CN102687205B和CN104795127A中提出過使用金粉作為導電漿料中的第二金屬。但是這類金屬作為第二金屬容易出現以下問題：如果添加Al粉，長期使用的情況下Al粉易被氧化，而氧化鋁是電阻很高的絕緣體，從而導致太陽能電池串聯電阻增加。如果單獨添加金粉，由于金粉的熔點過高(1064.4℃)，遠遠高于太陽能電池的740℃～800℃燒結溫度，因此金粉在燒結過程中不會熔化，只有在碰巧在停留在金屬和硅片界面的極少量金粉才有機會接觸到硅片，與硅片共晶熔化。共晶熔化可以顯著降低銀電極和硅片之間的接觸電阻，因此直接使用金粉對于降低接觸電阻作用有限，并未達到理想的大幅降低接觸電阻的情況。

因此，需要尋找一種合適的第二金屬組成以及對應的導電漿料以解決上述問題。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種含有金硅合金的太陽能電池導電漿料，主要用于N型太陽能電池，本發明的N-型導電漿料中第二金屬使用金-硅合金或含有金-硅的三元，及三元以上合金，本發明獲得的導電漿料中金硅合金的共晶點是363℃。當金硅合金加熱到363℃，部分合金或是全部合金會熔化，流動到金屬和硅片的界面，與硅片進一步共晶熔化，為金屬層和硅片之間建立歐姆接觸，有利于提高光電轉換效率。

具體的，本發明首先提供了一種含有金硅合金的太陽能電池導電漿料，基于所述導電漿料的重量，包括80％～90％的第一金屬和第二金屬的組合物；玻璃料0.1～10％，和余量有機載體。

在一種實施方式中，所述第一金屬為銀、銅、鎳、鋁中的任一種或幾種，第一金屬優選為銀。

在一種實施方式中，所述第二金屬為金-硅合金或含有金-硅的三元及三元以上合金，比如金-硅-Mx合金，其中Mx選自鉑，銠，釕，鈀，銀，銅，鋁，鎂中的一種或幾種，其中，第二金屬優選為金-硅合金。