晶体硅太阳能电池背场局域接触铝浆及其制备方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103531265 A (43)申请公布日 2014.01.22 CN 103531265 A (21)申请号 201310489103.4 (22)申请日 2013.10.18 H01B 1/16(2006.01) H01B 1/22(2006.01) H01B 13/00(2006.01) H01L 31/0224(2006.01) H01L 31/0216(2014.01) H01L 31/18(2006.01) (71)申请人 南通天盛光伏科技有限公司 地址 226010 江苏省南通市经济技术开发区 华兴路 2 号 (72)发明人 朱鹏 陈卫明 (54) 发明。

2、名称 晶体硅太阳能电池背场局域接触铝浆及其制 备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种晶体硅太阳能电池背场局 域接触铝浆及其制备方法， 该铝浆的组成及重量 百分含量 ： 低熔点铝合金 60 80%、 有机粘结剂 10 20%、 玻璃粉 6 10%、 助剂 1 10%， 其制备 方法是称取上述成分混合， 采用分散机分散后， 在 三辊研磨机上研磨 ； 研磨后， 加入有机溶剂， 采用 高速分散机分散均匀， 罐装封口待用。 本发明主要 针对激光开孔和化学腐蚀的局限性， 研发了一种 可均匀印刷至晶体硅上， 通过共烧结， 穿透硅片背 面钝化层， 形成背场局域接触穿透的铝浆， 避免了 激光开孔导致的对硅片的。

3、损坏、 化学腐蚀的污染， 本发明的铝浆市场前景广阔。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 (10)申请公布号 CN 103531265 A CN 103531265 A 1/1 页 2 1. 一种晶体硅太阳能电池背场局域接触铝浆， 其特征在于 ： 该铝浆的组成及重量百分 含量 ： 低熔点铝合金 60 80%、 有机粘结剂 10 20%、 玻璃粉 6 10%、 助剂 1 10%。 2. 根据权利要求 1 所述的一种晶体硅太阳能电池背场局域接触铝浆， 其特征在于 ： 所 述低熔点铝合金是。

4、铝硅合金粉， 铝镁合金粉和铝硼合金粉的一种或几种。 3. 根据权利要求 2 所述的一种晶体硅太阳能电池背场局域接触铝浆， 其特征在于 ： 所 述铝硅合金粉的组成及其质量百分比称重 ： 80 85% 铝和 15 20% 硅， 其熔点在 610 650 ； 所述铝镁合金粉的组成及其质量百分比称重 ： 75 85% 铝和 15 25% 镁， 其熔点 590-650； 所述铝硼合金粉的组成及其质量百分比称重 ： 70 80% 铝和 20 30% 硼， 其熔 点 630 650。 4. 根据权利要求 1 所述的一种晶体硅太阳能电池背场局域接触铝浆， 其特征在于 ： 所 述有机粘结剂的组成及其质量百分比称。

5、重 ： 10 20% 高分子聚合物和 80 90% 有机溶剂。 5. 根据权利要求 4 所述的一种晶体硅太阳能电池背场局域接触铝浆， 其特征在于 ： 所 述高分子聚合物为环氧树脂、 有机硅树脂、 硼改性树脂、 二甲苯树脂等中的一种或几种。 6. 根据权利要求 4 所述的一种晶体硅太阳能电池背场局域接触铝浆， 其特征在于 ： 所 述有机溶剂为松油醇， 丁基卡必醇醋酸酯和卵磷脂按 2:2:1 配比组成。 7. 根据权利要求 1 所述的一种晶体硅太阳能电池背场局域接触铝浆， 其特征在于 ： 所 述玻璃粉的组成及其质量百分比称重 ： 15 20% 的 B2O3、 1 3% 的 SiO2、 10 20%。

6、 的 Bi2O3、 60 70% 的 PbO 和 5 10% 的 ZnO， 经处理得到粒径 D90 在 1 2 微米的玻璃粘结剂。 8. 根据权利要求 1 所述的一种晶体硅太阳能电池背场局域接触铝浆， 其特征在于 ： 所 述助剂为导电助剂， 该助剂是炭粉或镍粉中的一种或两种的组合。 9. 一种如权利要求 1 所述晶体硅太阳能电池背场局域接触铝浆的制备方法， 其特征在 于 ： 包括以下步骤 ： （1） 称取占原料总质量的 60 80% 的低熔点铝合金、 助剂 1 10%、 玻璃粉 6 10% 与 有机粘结剂 10 20% 混合， 采用分散机在 800-1000rpm 转速下， 分散 40 50m。

7、in 后， 在三 辊研磨机上研磨 12 遍 ； （2） 研磨后， 加入占原料总量 1-5% 的有机溶剂， 采用高速分散机在 1000-2000rpm 转速 下， 分散 10-30min, 分散均匀， 罐装封口待用。 权 利 要 求 书 CN 103531265 A 2 1/4 页 3 晶体硅太阳能电池背场局域接触铝浆及其制备方法 0001 技术领域 0002 本发明涉及太阳能电池的背场穿透型铝浆及其制备方法， 具体涉及一种背场局域 接触穿透型铝浆及其制备方法。 背景技术 0003 目前， 降低晶体硅成本， 是竞争日益激烈的光伏产业追求的目标之一， 降低硅原料 成本， 一般需要向更薄的硅片发展，。

8、 采用更薄的硅片是以后晶体硅太阳能电池产业发展的 趋势之一。 0004 少数载流子的扩散长度大于硅片的厚度时， 电池片上下表面的复合速率对效率的 影响显得更加重要。改善表面钝化的质量、 降低表面复合速率已经成为提高电池效率的主 要手段之一。背钝膜主要包括氮化硅、 氧化硅、 氧化铝以及氮氧化硅等化学结构， 背钝化电 池相较于普通电池， 它的表面钝化膜可以降低载流子复合， 提高转化效率 ； 还可以改善接 触， 降低接触电阻， 增加并联电阻 ； 同时， 它还具有减反射作用。 0005 在电池背表面形成了一层钝化层后， 为了使得印刷上去的背场铝浆和太阳电池的 衬底有个良好的欧姆接触、 收集电流， 就出。

9、现了以下的制备工艺 ： 激光开孔法， 美国杜邦 公司已经推出了几款应用于这一技术的浆料， 杜邦 Solamet PV36x 系列新型铝浆应用于 背面钝化(Rear-side Passivation)晶体硅光伏电池技术， 成功达到20.3%电池转换效率， 更高的转换效率即代表电池能输出更多电力。 但是这一技术所产生的不足在于需要添加一 整套的设备， 同时工艺复杂， 产生的成本高。化学腐蚀法， 主要是在复合钝化膜上采用硅 浆料丝网印刷具有点接触图案的硅浆层， 然后采用化学腐蚀液腐蚀掉复合钝化膜中未被硅 浆层覆盖的区域， 德国莫克公司也有相应的腐蚀试剂， 但是化学腐蚀的不足在于会产生污 染。 000。

10、6 采用丝网印刷的方法制备条形状局域接触和背面点接触发现， 在正常的烧结状态 下， 铝浆很难穿透钝化膜， 无法形成良好的欧姆接触， 导致串联电阻增大， 降低电池片光电 转化效率。形成良好的欧姆接触， 提高填充因子， 是背钝化技术发展应用的必要条件。 发明内容 0007 发明目的 ： 本发明的目的在于提供一种可用于晶体硅太阳能电池背场局域接触的 铝浆， 该铝浆的主要特点在于是通过共烧结的工艺， 使得铝浆直接穿透背面钝化层， 形成良 好的欧姆接触。 0008 技术方案 ： 本发明所述的一种晶体硅太阳能电池背场局域接触铝浆及其制备方 法， 所述铝浆的组成及重量百分含量 ： 低熔点铝合金 60 80%。

11、、 有机粘结剂 10 20%、 玻璃 粉 6 10%、 助剂 1 10%。 0009 作为优选， 所述低熔点铝合金是铝硅合金粉， 铝镁合金粉和铝硼合金粉的一种或 说 明 书 CN 103531265 A 3 2/4 页 4 几种。 0010 作为优选， 所述铝硅合金粉的组成及其质量百分比称重 ： 80 85% 铝和 15 20% 硅， 其熔点在 610 650 ； 所述铝镁合金粉的组成及其质量百分比称重 ： 75 85% 铝和 15 25% 镁， 其熔点 590-650； 所述铝硼合金粉的组成及其质量百分比称重 ： 70 80% 铝 和 20 30% 硼， 其熔点 630 650。 0011 。

12、作为优选， 所述有机粘结剂的组成及其质量百分比称重 ： 10 20% 高分子聚合物 和 80 90% 有机溶剂。 0012 作为优选， 所述高分子聚合物为环氧树脂、 有机硅树脂、 硼改性树脂、 二甲苯树脂 等中的一种或几种。 0013 作为优选， 所述有机溶剂为松油醇， 丁基卡必醇醋酸酯和卵磷脂按 2:2:1 配比组 成。 0014 作为优选， 所述玻璃粉的原料组成及其质量百分比称重 ： 15 20% 的 B2O3、 1 3% 的 SiO2、 10 20% 的 Bi2O3、 60 70% 的 PbO 和 5 10% 的 ZnO， 将称好的上述原料混合均匀 后置于高温马弗炉加热， 温度控制900。

13、1600， 保温时间 ： 4060分钟， 将熔化后的玻璃 粉末颗粒使用离子水淬火后， 球磨 2.5 10 小时， 经 200 400 目筛取得到粒径 D90 小于 2 微米的玻璃粘结剂备用， 其中玻璃粉的熔点控制在 350 450。 0015 作为优选， 所述助剂为导电助剂， 该助剂是炭粉或镍粉中的一种或两种的组合， 可 有效的降低晶体硅太阳能电池的接触电阻。 0016 本发明还公开了一种一种晶体硅太阳能电池背场局域接触铝浆的制备方法， 包括 以下步骤 ： （1） 称取占原料总质量的 60 80% 的低熔点铝合金、 助剂 1 10%、 玻璃粉 6 10% 与 有机粘结剂 10 20% 混合， 。

14、采用分散机在 800-1000rpm 转速下， 分散 40 50min 后， 在三 辊研磨机上研磨 12 遍 ； （2） 研磨后， 加入占原料总量 1-5% 的有机溶剂， 采用高速分散机在 1000-2000rpm 转速 下， 分散 10-30min, 分散均匀， 罐装封口待用。 0017 上述制备方法中， 所述铝合金的熔点控制在 450 650， 是一种低熔点的铝合 金。 0018 有益效果 ： 本发明主要针对激光开孔和化学腐蚀的局限性， 研发了一种可均匀印 刷至晶体硅上， 通过共烧结， 穿透硅片背面钝化层， 形成背场局域接触穿透的铝浆， 避免了 激光开孔导致的对硅片的损坏、 化学腐蚀的污染。

15、， 本发明的铝浆市场前景广阔。 具体实施方式 0019 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明 ： 实施例 1 玻璃粉的制备 ： 按质量份称取 15 份的 B2O3、 3 份的 SiO2、 15 份的 Bi2O3、 60 份的 PbO 和 7 份的 ZnO， 用混料机混合均匀， 装入瓷坩埚， 放入马弗炉， 于 900， 保温时间 ： 60 分钟， 将熔 化后的玻璃粉末颗粒使用离子水淬火后， 球磨 2.5 小时， 经 200 目筛取得到粒径 D90 小于 2 微米的玻璃粘结剂 ； 有机粘结剂的制备 ： 按质量份称取有机硅树脂 30 份和有机溶剂 70 份混合后大分散机 说 明 书 CN 1035。

16、31265 A 4 3/4 页 5 上分散 50 70min， 分散溶解， 得到透明、 均一的有机粘合剂 ； 制备电池背场铝浆 ： 铝合金为市售纯度 99.9%、 平均粒径 1.0 2.5 微米的低熔点铝硅 合金粉， 按质量份称取铝硅合金粉 75 份， 玻璃粉 7 份， 有机粘结剂 15 份， 助剂 3 份， 使用分 散机混合均匀后， 用三辊研磨机研磨至 15 微米以下的铝背电场浆料。 0020 采 用 上 述 制 备 的 样 品 P 型 铝 背 电 场 浆 料， 通 过 250 目 丝 网 印 刷 在 规 格 125mm125mm 的单晶硅片的背钝化面上形成电极膜， 进马弗炉 220烘干。烘。

17、干以后铝电 极膜层无脱落， 然后换另一面印刷正面银浆， 进马弗炉烧结， 峰值温度780。 烧结后测试其 电性数据为 ： 平均多晶硅太阳能电池光电转换效率 18.2%。 0021 实施例 2 玻璃粉的制备 ： 按质量份称取 17 份的 B2O3、 1 份的 SiO2、 13 份的 Bi2O3、 65 份的 PbO 和 4 份的 ZnO ； 有机粘结剂的制备 ： 按质量份称取有机硅树脂 35 份和有机溶剂 70 份混合后大分散机 上分散 50 70min， 得到透明、 均一的有机粘合剂 ； 制备电池背场铝浆 ： 铝合金为市售纯度 99.9%、 平均粒径 1.0 2.5 微米的低熔点铝硅 合金粉， 。

18、按质量份称取铝硅合金粉 70 份， 玻璃粉 10 份， 有机粘结剂 17 份， 助剂 3 份 ； 相关制备步骤同实施例 1。 0022 实施例 3 玻璃粉的制备 ： 按质量份称取 20 份的 B2O3、 1 份的 SiO2、 15 份的 Bi2O3、 63 份的 PbO 和 1 份的 ZnO ； 有机粘结剂的制备 ： 按质量份称取有机硅树脂 35 份和有机溶剂 65 份混合后大分散机 上分散 50 70min， 得到透明、 均一的有机粘合剂 ； 制备电池背场铝浆 ： 铝合金为市售纯度 99.9%、 平均粒径 1.0 2.5 微米的低熔点铝硅 合金粉， 按质量份称取铝硅合金粉 70 份， 玻璃粉。

19、 10 份， 有机粘结剂 17 份， 助剂 3 份 ； 相关制备步骤同实施例 1。 0023 实施例 4 玻璃粉的制备 ： 按质量份称取 10 份的 B2O3、 3 份的 SiO2、 15 份的 Bi2O3、 70 份的 PbO 和 5 份的 ZnO， ； 有机粘结剂的制备 ： 按质量份称取有机硅树脂 30 份和有机溶剂 70 份混合后大分散机 上分散 50 70min， 得到透明、 均一的有机粘合剂 ； 制备电池背场铝浆 ： 铝合金为市售纯度 99.9%、 平均粒径 1.0 2.5 微米的低熔点铝硅 合金粉， 按质量份称取铝硅合金粉 72 份， 玻璃粉 10 份， 有机粘结剂 15 份， 助。

20、剂 3 份 ； 相关制备步骤同实施例 1。 0024 实施例 5 玻璃粉的制备 ： 按质量份称取 10 份的 B2O3、 3 份的 SiO2、 12 份的 Bi2O3、 70 份的 PbO 和 5 份的 ZnO ； 有机粘结剂的制备 ： 按质量份称取有机硅树脂 30 份和有机溶剂 70 份混合后大分散机 上分散 50 70min， 得到透明、 均一的有机粘合剂 ； 制备电池背场铝浆 ： 铝合金为市售纯度 99.9%、 平均粒径 1.0 2.5 微米的低熔点铝硅 合金粉， 按质量份称取铝硅合金粉 72 份， 玻璃粉 10 份， 有机粘结剂 15 份， 助剂 3 份 ； 说 明 书 CN 103531265 A 5 4/4 页 6 相关制备步骤同实施例 1。 说 明 书 CN 103531265 A 6 。