[发明专利]用于半导体元件的导电浆料及其制备方法和PERC太阳能电池

说明书

一种用于半导体元件的导电浆料及其制备方法和太阳能电池。按重量为100份计，该导电浆料包括如下原料组分：金属粉80.0～93.0份；有机载体6.0～15.0份；氧化物刻蚀剂0.5～5.0份；氧化物刻蚀剂含有Fe₂O₃、SiO₂和Na₂O；以氧化物刻蚀剂摩尔份为100计，Fe₂O₃：SiO₂＝0.1:40～25:10；Na₂O：SiO₂＝0.1:40～10:10。该导电浆料≤700℃的温度烧结时表现出优异的刻蚀性能，使金属粉与PERC晶硅太阳能电池表面的硅形成良好的欧姆接触，从而降低正面电极的电阻，获得接触电阻低、导电性能好、附着力强的正面电极。由此得到的PERC晶硅太阳能电池性能有大幅度提高。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，特别涉及一种用于半导体元件的导电浆料及其制备方法和PERC太阳能电池。

背景技术

太阳能是一种取之不尽，用之不竭的清洁型能源。随着煤炭、石油等不可再生能源的日益枯竭，开发并利用太阳能成为大热点。基于这种思路开发的太阳能电池就是利用太阳能的一种重要手段。目前，实现产业化的晶硅太阳能电池已经成为太阳能电池应用的典范。

电池片作为晶硅太阳能电池的核心组成部分，为了将光照下产生的电流收集并导出，需要在电池片的正面及背面上分别制作一个电极。制造电极的方法多种多样，其中丝网印刷及共烧是目前最为普遍的一种生产工艺。如正面电极的制造中，采用丝网印刷的方式将导电浆料涂覆于硅片上，并通过烧结在硅片正面上形成正面电极。烧结后的晶硅太阳能电池正面电极需要在硅片上附着牢固，栅线窄而高，遮光面积小，易于焊接，硅太阳能电池正面电极用导电浆料要具备在烧结过程中穿透氮化硅减反射膜的能力，与硅电池片形成良好的欧姆接触。

常见的晶硅太阳能电池正面导电浆料由银粉、玻璃粉、有机载体组成，导电浆料被使用丝网印刷的方式印刷到电池片表面。在烧结过程中，导电浆料中的玻璃粉刻蚀并穿透晶硅太阳能电池正面或光照面的减反射绝缘层如氮化硅、氧化铝、氧化硅、氧化硅或者氧化钛，使银粉与晶硅太阳能电池基体接触，形成正面电极。

钝化发射极及背局域接触电池(Passivated Emitter and Rear Cell，简称：PERC)，最早由澳大利亚科学家Martin Green在1983年提出。PERC电池近年来效率记录不断被刷新，将成为未来最具性价比的太阳能电池技术。其PERC单晶电池的转化效率已经达到21.9％，比常规多晶电池效率(18.7％左右)大幅提高，使太阳能电池的生产成本大幅下降。PERC技术通过在电池的背面添加一个电介质钝化层和激光开槽以及高方阻来提高转换效率。PERC电池最大化跨越了P-N结的电势梯度，这使得电子更稳定的流动，减少电子重组，以及更高的效率水平。常规晶硅电池片在大约780℃温度下烧结制备电极，由于PERC单晶电池独特的结构使其电池片更为脆弱，必须在比常规晶硅电池更低的温度下烧结，加之其比常规电池片增加了一层Al₂O₃钝化层(见图3和图4的301)，要求其正面导电浆料不仅必须具备在较低温烧结的性能，同时要与硅片有更好的接触性能和更好的附着力性能。传统的正面导电浆料以及使用的玻璃粉在低温烧结时不能很好的刻蚀PERC单晶电池片表面的减反射绝缘层和钝化层，其形成的正面电极与硅片表面接触电阻高，附着力低，从而影响了PERC电池片的光电转化效率和可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于半导体元件的导电浆料及其制备方法，以解决现有正面导电浆料存在的在低温烧结环境下不能有效对PERC单晶电池片的表面的钝化层进行刻蚀，从而导致正面电极与硅片表面接触的电阻值升高以及附着力降低，最终使得电池片光电转化效率低和可靠性低等问题。

进一步地，本发明还提供一种PERC晶硅太阳能电池正面电极的制作方法及PERC太阳能电池。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：