[发明专利]用于低电阻接触层的太阳能电池糊剂

说明书

技术领域

本公开整体涉及糊剂组合物、制备糊剂组合物的方法、太阳能电池和制备太阳能电池接触层的方法。

背景

太阳能电池通常由将太阳光转化为有用电能的诸如硅(Si)的半导体材料制成。太阳能电池通常由薄的Si晶片制成，在Si晶片中，通过将来自合适磷源的磷(P)扩散入P型Si晶片中来形成所需要的PN结。在硅晶片上太阳光入射的一侧通常涂覆有抗反射涂层(ARC)，以防止入射太阳光的反射损失且因此提高太阳能电池的效率。称为前接触层的二维电极栅格图案连接于硅的N侧，另一侧上的铝涂层(Al)(背接触层)连接于硅的P侧。这些接触层是从PN结到外部负载的电出口。

硅太阳能电池的前接触层通常通过对厚膜糊剂进行丝网印刷而形成。通常，糊剂包含近乎细小的银离子、玻璃和有机物。在丝网印刷后，通常在约650-1000℃的炉设定温度下于空气中烧制晶片和糊剂。在烧制期间，玻璃软化、熔融并与抗反射涂层反应，蚀刻硅表面，并且促进形成紧密的硅-银接触层。银以岛的形式沉积在硅上。硅-银岛的形状、尺寸和数量决定了电子从硅传递至外部电路的效率。

概述

下文提供了对本发明的简单概述以提供对本发明某些方面的基本理解。此概述并非是对本发明的广泛概述。其并非旨在标识本发明的关键或重要要素或界定本发明的范围。其唯一的目的是以简单的形式提供本发明的一些概念以作为后文提供的更加详细描述的前序。

本发明的一个方面是一种糊剂组合物，其包含：(a)约50重量％至约95重量％的导电金属组分，和(b)约0.5重量％至约15重量％的玻璃组分，所述玻璃组分包含玻璃化转变温度(Tg)小于约600℃的至少一种玻璃组合物。

本发明的另一方面是一种糊剂组合物，其包含：(a)约50重量％至约95重量％的导电金属组分，和(b)约0.5重量％至约15重量％的玻璃组分，所述玻璃组分包含软化点小于约700℃的至少第一玻璃组合物。

本发明的一个实施方案是一种糊剂组合物，其包含：(a)约50重量％至约95重量％的导电金属组分；(b)约0.5重量％至约15重量％的玻璃组分，所述玻璃组分包含至少第一玻璃组合物，所述至少第一玻璃组合物包含(i)约55摩尔％至约80摩尔％PbO、(ii)约4摩尔％至约13摩尔％SiO₂、(iii)约11摩尔％至约22摩尔％Al₂O₃、(iv)约3摩尔％至约10摩尔％MnO、(v)约0.5摩尔％至约5摩尔％M₂O₅，其中M选自P、Ta、As、Sb、V、Nb及其组合，和(vi)约0.1摩尔％至约3摩尔％MO₂，其中M选自Ti、Zr和Hf。

本发明的一个实施方案是一种糊剂组合物，其包含：(a)约50重量％至约95重量％的导电金属组分；(b)约0.5重量％至约15重量％的玻璃组分，所述玻璃组分包含至少第一玻璃组合物，所述至少第一玻璃组合物包含(i)约17摩尔％至约51，优选约21.1摩尔％至约43.9摩尔％PbO、(ii)约14摩尔％至约47，优选约15.6摩尔％至约39.8摩尔％ZnO、(iii)约24.3摩尔％至约32.1，优选约25.7摩尔％至约31.1摩尔％SiO₂、(iv)约6.2摩尔％至约13.1，优选约6.9摩尔％至约12.2摩尔％Al₂O₃和(v)约0.2摩尔％至约4.1，优选约0.5摩尔％至约3.7摩尔％M₂O₅，其中M选自P、Ta、V、Sb、Nb及其组合。