[发明专利]用于PERC太阳能电池的导电膏的含聚硅氧烷有机载体

说明书

本发明涉及一种钝化射极背面太阳能电池，其包含具有正表面和背表面的硅衬底、具有多个形成于其中的开口的于所述硅衬底背表面上的背面钝化层、形成于所述背面钝化层的所述开口中的铝背接触层和所述硅衬底背表面上的至少一个背侧焊接片。所述背侧焊接片是由包含导电金属粒子、至少一种不含铅的玻璃料和包含至少一种硅油的有机载体的导电膏组合物形成。

技术领域

本发明涉及一种用于调配导电膏的有机载体。在一个方面中，有机载体包括至少一种硅油且用于导电膏以用于形成钝化射极背面太阳能电池上的电极。本发明还涉及使用本文所公开的导电膏形成的钝化射极背面太阳能电池。

背景技术

太阳能电池为使用光伏效应将光能转化成电的装置。太阳能为有吸引力的绿色能量来源，因为其为可持续的且仅产生无污染副产物。在操作中，当光射中太阳能电池时，一部分入射光由表面反射且剩余部分透射入太阳能电池中。透射光的光子由太阳能电池吸收，所述太阳能电池通常由如硅的半导体材料制成。来自经吸收光子的能量从半导体材料的原子激发其电子，从而产生电子-空穴对。这些电子-空穴对随后由p-n结分离且由施加于太阳能电池表面上的导电电极来收集。以此方式，可在互连的太阳能电池之间传导电。

太阳能电池可具有各种不同的结构。常规的太阳能电池具有施加到半导体衬底正侧的抗反射涂层(ARC)以便减少入射光的反射。将通常由导电膏形成的正侧电极施加于呈栅格状图案的抗反射涂层之上。将另一导电膏(其可与正侧导电膏相同或不同)施加到太阳能电池背侧以形成背侧电极/焊接垫。还将铝膏施加到衬底背侧、交叠焊接垫的边缘以形成改进太阳能电池性能的背表面场。

一种特定类型的太阳能电池为钝化射极背面电池(“PERC”)。在常规的太阳能电池中，将铝膏直接施加到太阳能电池衬底背表面以形成背表面场。在PERC的太阳能电池中，首先将通常由如氧化铝的介电材料形成的背面钝化层施加到衬底背表面。可将如氮化硅覆盖层(capping layer)的附加背表面层施加到背面钝化层之上。随后，移除部分背面钝化层和附加背面层以曝露底层衬底的区域。此步骤可通过例如酸蚀刻或激光钻削来实现。接着将铝导电膏施加到背面层之上，由此填充在移除过程期间产生的“洞”。在这些区域中，当烧制铝膏时形成局部背表面场。可在施加铝膏之前或之后将背侧焊接片施加到背表面上。图1和2中说明标准太阳能电池和示例性PERC的太阳能电池。已显示PERC的太阳能电池相较于不具有背面钝化层的太阳能电池具有增加的效率。

用于形成正侧和背侧电极的导电膏组合物是为其具体应用而特定调配。典型的导电性组合物含有金属粒子、无机组分和有机载体。关于用于形成PERC的太阳能电池上的背侧焊接片的膏，其通常使用银作为金属粒子、使用玻璃料作为无机组分且使用有机载体来形成。这些PERC背侧膏设计成与如背面钝化层和覆盖层的底层衬底层存在有限的化学反应性或不存在化学反应性以便避免会导致太阳能电池的电气性能降低的那些层的损坏。

因此，需要具有高度导电性且与PERC的太阳能电池衬底底层表面层存在有限的化学反应性的导电组合物。具体地说，需要不损坏背面钝化层或覆盖层且改进电池的电气性能的用于形成PERC的太阳能电池上的背侧焊接片的导电组合物。

发明内容

本发明的有机载体提供具有改进的PERC的太阳能电池中的电气性能的导电膏。

在本发明的一个方面中，提供钝化射极背面太阳能电池。钝化射极背面太阳能电池包括具有正表面和背表面的硅衬底、具有多个形成于其中的开口(open hole)的硅衬底背表面上的背面钝化层、形成于背面钝化层的开口中的铝背接触层和硅衬底背表面上的至少一个背侧焊接片。背侧焊接片是由包含导电金属粒子、至少一种不含铅的玻璃料和包含至少一种硅油的有机载体的导电膏组合物形成。