[发明专利]用于生产LFC-PERC硅太阳能电池的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用铝浆(铝厚膜组合物)来形成所谓的LFC-PERC(激光焙烧触点PERC；PERC＝钝化发射器和背面触点)硅太阳能电池的铝背面电极的方法。本发明因此涉及一种用于生产相应的LFC-PERC硅太阳能电池的方法。

背景技术

通常，硅太阳能电池兼具正面和背面金属喷镀(正面电极和背面电极)。常规的具有p型基板的硅太阳能电池结构使用负极来接触电池正面或光照面、以及位于背面上的正极。众所周知，在半导体主体的p-n结上入射的适当波长的辐射充当在该主体中产生电子-空穴对的外部能量来源。存在于p-n结处的电势差会导致空穴和电子以相反的方向跨过该结移动，从而产生能够向外部电路传送电力的电流。大部分太阳能电池为金属化的硅圆片形式，即，具有导电的金属触点。

当前生产的大部分太阳能电池均基于结晶硅。一种流行的用于电极沉积的方法是丝网印刷金属浆料。

US2011/120535A1公开了不具有或仅具有较差的烧透能力的铝厚膜组合物。这些铝厚膜组合物包含粒状铝、有机载体和至少一种玻璃料，该玻璃料选自(i)无铅玻璃料，其具有在550至611℃范围内的软化点温度，并包含11至33重量％的SiO₂、>0至7重量％的Al₂O₃和2至10重量％的B₂O₃；和(ii)含铅玻璃料，其具有在571至636℃范围内的软化点温度，并包含53至57重量％的PbO、25至29重量％的SiO₂、2至6重量％的Al₂O₃和6至9重量％的B₂O₃。这些铝厚膜组合物能够用于形成PERC硅太阳能电池的铝背面电极。

发明内容

本发明涉及一种利用铝浆来形成LFC-PERC硅太阳能电池的铝背面电极的方法。

本发明涉及一种形成LFC-PERC硅太阳能电池的方法和利用了硅圆片的LFC-PERC硅太阳能电池自身，所述硅圆片具有p型和n型区域、p-n结、正面ARC(抗反射涂层)层和背面非穿孔的介电钝化层。该方法包括在背面非穿孔的介电钝化层上施加(例如印刷，具体地丝网印刷)铝浆；焙烧如此施加的铝浆以形成焙烧的铝层，从而使晶片达到在700至900℃范围内的峰值温度；随后激光焙烧所焙烧的铝层以在介电钝化层中产生穿孔并形成局部BSF触点，其中铝浆不具有或仅具有较差的烧透能力并包括粒状铝、玻璃料、有机载体和基于总铝浆组合物计0.01至<0.05重量％的至少一种锑氧化物，其中所述至少一种锑氧化物可作为一种或多种独立粒状组分和/或作为一种或多种玻璃料组分存在于铝浆中。

具体实施方式

已发现与用不包括所述0.01至<0.05重量％的至少一种锑氧化物的铝浆制成的LFC-PERC硅太阳能电池相比，在本发明的方法中使用所述铝浆允许生产如下LFC-PERC硅太阳能电池，它们在焙烧的铝表面上不具有或只具有基本上减少数目的表面缺陷诸如球、珠和钉。

在说明书和权利要求书中使用术语“烧透能力”。它是指焙烧过程中金属浆料蚀刻并穿透(烧透)钝化层或ARC层的能力。换句话讲，具有烧透能力的金属浆料为如下金属浆料，其烧透钝化层或ARC层从而与下面硅基板的表面建立电接触。相应地，具有较差的烧透能力或甚至无烧透能力的金属浆料在焙烧时与硅基板无电接触。为了避免误解，在此背景下术语“无电接触”不应理解为绝对的；而是应指焙烧的金属浆料和硅表面之间的接触电阻率超过1Ω·cm²，而就电接触而言，焙烧的金属浆料和硅表面之间的接触电阻率在1至10mΩ·cm²的范围内。

接触电阻率可通过TLM(传输长度法)测量。为此，可使用以下样本制备和测量程序：在具有要测试的铝浆的钝化层上丝网印刷具有非穿孔的背面钝化层的硅圆片，印刷图案为平行的100μm宽且20μm厚的线，这些线之间的间距为2.05mm，然后焙烧晶片，使其达到730℃的峰值温度。样本制备优选地使用如下硅圆片，所述硅圆片具有与本发明的方法中所用的相同类型的背面钝化层。将焙烧后的晶片用激光切割成8mm×42mm长的条，其中平行的线不相互接触，并包含至少6条线。然后在20℃下在暗处对这些条进行常规TLM测量。可使用得自GP Solar的装置GP4-Test Pro进行TLM测量。