[发明专利]一种N型硅太阳能电池的P型发射区银铝电极浆料用无机玻璃粘结剂

说明书

本发明公开了一种N型硅太阳能电池的P型发射区银铝电极浆料用无机玻璃粘结剂，属于光伏发电太阳能电池技术领域。该无机玻璃粘结剂为钒酸盐玻璃，其主要材料为V₂O₅‑B₂O₃‑ZnO‑Li₂O系，按质量百分比，主要成分包括：V₂O₅占20‑60％，B₂O₃占10‑40％，ZnO占5‑30％，Li₂O占3‑20％。用该玻璃粘结剂制备的银铝浆对N型电池钝化层(Al₂O₃+SiN_x)有良好的腐蚀效果，并且在烧结时，银电极不会破坏电池片的P型发射区，使银电极与硅能形成良好的欧姆接触，接触电阻小于0.5Ω.cm^‑2；玻璃熔点为：450‑600℃，与银铝浆的烧结工艺匹配，电极烧结温区宽，满足电池烧结工艺的要求，可实现电池转化效率≥23.5％。

技术领域

本发明属于光伏发电太阳能电池技术领域，更具体地，涉及一种N型硅太阳能电池的 P型发射区欧姆接触银铝电极浆料。

背景技术

与传统P型硅太阳电池相比，N型硅电池的N型硅衬底对Fe、Ni等金属杂质不敏感，具有更大的载流子扩散长度和更长的少子寿命等优点。此外，由于磷掺杂的N型硅衬底中 B含量极低，所以其光致衰减效应几乎不存在。因此，N型硅太阳电池原理上具有更高的转换效率和更好的工作稳定性。

在太阳能电池生产制造过程中最为关键的步骤之一就是金属化，金属化工艺不仅影响电池的光电转换效率，同时还影响电池的使用寿命。其中金属化浆料在金属化工艺中起着十分重要的作用，由于N型太阳能电池的发射区为P型，将传统的金属化银浆通过丝网印刷到N型电池的P型硅表面，无法形成欧姆接触，接触电阻很大；另外，N型电池的钝化层一般采用Al₂O₃膜叠加SiN_x膜，该钝化层比普通P型电池的正面单纯的SiN_x减反射膜难于腐蚀，普通的正银浆料很难透过减反射膜与硅进行接触。因此，N型电池的银铝浆料所选用的无机玻璃粘结剂作用非常关键。常用的玻璃粘结剂有Pb-B玻璃、Pb-Si玻璃、Pb-B-Si 玻璃、Bi-B玻璃、Te-Pb玻璃等，这些玻璃粘结剂对于N型电池的Al₂O₃+SiN_x钝化膜腐蚀效果不好，银与硅之间难于直接接触。同时，银铝浆中添加铝粉后，浆料非常容易烧穿P 型发射区，使得电池片的烧结工艺很窄，不利于制作高转换效率的太阳能电池。

针对银铝电极浆料丝网印刷于P型发射区形成欧姆接触问题，本发明提供了一种银铝浆，其中无机玻璃粘结剂为V系玻璃粉，其熔点为450-600℃，与银粉和铝粉烧结工艺匹配，烧结温区宽；此玻璃粉对钝化层(氧化铝+氮化硅)有良好的腐蚀效果，将本发明提供的银铝浆丝网印刷在N型硅电池的P型发射区面上，经过烧结后，银与硅能形成良好的欧姆接触，接触电阻小于0.5Ω.cm^-2；本发明提供的银铝浆印刷在N型硅太阳电池上可制得转换效率≥23.5％的电池片。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种P型发射区欧姆接触银铝电极浆料，该浆料由以下部分组成：无机玻璃粘结剂、金属银粉、金属铝粉、有机载体和添加剂。通过丝网印刷工艺在N型电池的P型发射区形成膜层，烧结后形成导电膜，使银电极与P型发射区形成良好的欧姆接触，接触电阻低，制成的电池片转换效率高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

银铝浆的组分为：

优选地，所述无机玻璃粘结剂为V₂O₅-B₂O₃-ZnO-Li₂O系玻璃粉，这四种氧化物占所述玻璃粉总质量的40～90％，所述玻璃的熔化温度为450-600℃。