[发明专利]一种晶体硅太阳能电池正面电极银浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于晶体硅太阳能电池领域，涉及一种晶体硅太阳能电池正面电极银浆及其制备方法。

背景技术

晶体硅太阳能电池作为主要的太阳能光伏发电单元得以迅速发展。太阳能电池正面作为直接接收太阳能的一面，通过多层结构以求达到最宽的接收谱线和最少的光反射消耗。常规商用晶体硅太阳能电池片正面包含银电极栅线、不导电的减反射层、n型扩散层、p-n结区四层主要结构。正面电极作为晶体硅太阳能电池的重要组成部分，电极和n型硅间的接触电阻、电极本身的电导率、以及电极的宽高比对其光电转化效率有着直接的影响，成为该行业的主要研究方向之一。

目前，商用晶体硅太阳能电池正面电极的制作方法，通常采用印刷和喷墨打印导电银浆形成高宽比尽可能大的栅线结构，随后经过室温到780℃附近的快速烧结过程，形成与n型扩散层紧密接触的导电电极。在该烧结过程中，通常通过浆料中所含有的腐蚀性玻璃料，如常用的硼硅酸铅玻璃料在升温过程中逐渐熔融沉积，铺展在硅片和银粉之间溶解n型硅表面的ARC（减反射）膜和浆料中的Ag粉。随后在降温过程中，Ag过饱和的玻璃料在n型硅表面析出Ag，形成倒金字塔形的Ag岛将光生电流传导至上层的Ag栅线。该电流传导通路由以下几个部分构成：n型硅-Ag岛-玻璃层-Ag电极。晶体硅太阳能电池的实际输出功率受该电流通路的电阻影响较大，一般要求Ag电极自身的低电阻，玻璃层薄且电导率相对较高，Ag岛的数量多且体积不宜过大，以降低整个回路中的串联电阻，提高晶体硅太阳能电池片的整体光电转化效率。但是现有的太阳能电池正面电极的串联电阻较大，使其光电转化效率低。

发明内容

本发明为解决现有的太阳能电池正面电极银浆存在串联电阻大，光电转化效率低的缺陷，从而提供一种串联电阻小，光电转化效率高的太阳能电池正面电极银浆及其制备方法。

降低Ag电极自身的低电阻要求Ag电极在烧结过程中尽量致密，但目前商用的烧结工艺，有效烧结时间非常短（<10s），Ag电极需要熔融的玻璃料帮助烧结；另外玻璃料还需要沉积铺展在硅片和银粉之间溶解n型硅表面的ARC膜。

本发明的发明人经过大量的实验得出，普通正面银浆中采用单一的玻璃料，在同时实现上述两种功能的情况下将会出现矛盾的现象，其主要原因是，在较低的工艺温度下（<740℃）玻璃粉不能有效的熔融沉积铺展在硅片和银粉之间溶解n型硅表面的ARC膜，且Ag粉此时的烧结活性不够，难以烧结致密；提高烧结温度提高20℃以上或增加烧结时间，银粉之间用于助烧的玻璃料也会沉积下来，导致Ag电极烧结不致密、玻璃层过厚以及对硅片的腐蚀过量，烧穿p/n结等诸多问题。

本发明提供了一种晶体硅太阳能电池正面电极银浆，所述银浆包括银粉、第一玻璃粉、第二玻璃粉及有机组份；以银浆的总重量为基准，所述银粉的含量为75-90重量%，所述第一玻璃粉的含量为1-3重量%，所述第二玻璃粉的含量为1-5重量%，所述有机组分的含量为6-25重量%；所述第一玻璃粉的软化点为350-550℃，所述第二玻璃粉的软化点为550-650℃，并且第一玻璃粉与第二玻璃粉的软化点之间相差至少70℃。

本发明还提供了一种电极银浆的制备方法，该方法包括将银粉末、第一玻璃料粉、第二玻璃粉以及有机组分混合并研磨。

本发明的晶体硅太阳能电池正面电极银浆，通过在银浆中添加不同软化点的两种玻璃料粉末，其中第一玻璃粉在烧结过程中用于腐蚀减反射膜，第二玻璃粉在烧结过程中用于帮助银粉烧结，从而达到有效控制对硅片表面的腐蚀程度防止烧穿p/n结区，同时控制发射极与银电极之间玻璃层的厚度，有利于浆料在更为宽广的烧结温度窗口内获得稳定而优秀的电性能指标。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种晶体硅太阳能电池正面电极银浆，所述银浆包括银粉、第一玻璃粉、第二玻璃粉及有机组份；以银浆的总重量为基准，所述银粉的含量为75-90重量%，所述第一玻璃粉的含量为1-3重量%，所述第二玻璃粉的含量为1-5重量%，所述有机组分的含量为6-25重量%；所述第一玻璃粉的软化点为350-550℃，所述第二玻璃粉的软化点为550-650℃，并且第一玻璃粉与第二玻璃粉的软化点之间相差至少70℃。