用于形成鈍化發(fā)射極的銀背面電極和背面接觸硅太陽能電池的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于形成PERC硅太陽能電池的導電銀背面電極的方法，包括以下步驟：(1)提供在其正面上具有n型發(fā)射極的p型硅片，所述n型發(fā)射極在其上具有ARC層和在其背面上的穿孔的介電鈍化層，所述介電鈍化層具有在穿孔的位置處的局部BSF觸點，(2)施加并干燥銀漿以在所述硅片的背面上形成連接局部BSF觸點的銀背面電極圖案，以及(3)焙燒所述干燥的銀漿，從而使所述晶片達到700-900℃的峰值溫度，其中所述銀漿不具有燒透能力或僅具有差的燒透能力，并且包含粒狀銀和有機載體。
【專利說明】用于形成鈍化發(fā)射極的銀背面電極和背面接觸硅太陽能電池的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及分別用于形成PERC (鈍化發(fā)射極和背面接觸)硅太陽能電池的銀背面電極的方法，并且涉及用于生產(chǎn)包括所述銀背面電極的PERC硅太陽能電池的方法。本發(fā)明也涉及相應的PERC硅太陽能電池。
【背景技術】
[0002]通常，硅太陽能電池具有正面和背面金屬噴鍍兩者(正面電極和背面電極)。常規(guī)的具有P型基板的硅太陽能電池結構使用負極來接觸電池的正面或光照面、以及背面上的正極。眾所周知，在半導體主體的p-n結上入射的適當波長的輻射充當在該主體中產(chǎn)生電子-空穴對的外部能量來源。在P-n結處存在電勢差，這導致空穴和電子以相對的方向橫跨該結移動，從而生成能夠向外部電路遞送電力的電流。大部分太陽能電池為已被金屬化的硅片形式，即，設有導電的金屬觸點。
[0003]當前生產(chǎn)的大部分太陽能電池均基于結晶硅。用于沉積電極的流行方法是絲網(wǎng)印刷金屬漿料。
[0004]PERC硅太陽能電池對技術人員而言是已知的；參見，例如:P.Choulat等人的“Abovel7%industrial type PERC Solar Cell on thin Mult1-Crystalline SiliconSubstrate”，22nd European Photovoltaic Solar Energy Conference, 2007年9月 3 日 _7日，Milan，Italy。PERC硅太陽能電池代表常規(guī)硅太陽能電池的特殊類型；它們以在它們的正面和它們的背面上具有介電鈍化層為特征。正面上的鈍化層充當ARC (抗反射涂層)層，正如常規(guī)的娃太陽能電池一樣。背面上的介電鈍化層是穿孔的；其用于延長電荷載體壽命并因此改善光轉(zhuǎn)換效率。期望的是盡可能避免損壞穿孔的介電背面鈍化層。
[0005]與生產(chǎn)常規(guī)的硅太陽能電池相似，生產(chǎn)PERC硅太陽能電池通常以硅片形式的P型硅基板開始，在其上通過磷(P)等的熱擴散形成反向?qū)щ娦挺切蛿U散層(η型發(fā)射極)。通常將三氯氧化磷(POCl3)用作氣態(tài)磷擴散源，其它液體源為磷酸等。在不進行任何特定改性的情況下，在硅基板的整個表面上形成η型擴散層。在P型摻雜劑的濃度等于η型摻雜劑的濃度的部位形成P-n結。具有靠近光照面的P-n結的電池具有介于0.05 μ m和0.5 μ m之間的結深度。
[0006]在形成該擴散層之后，通過用酸諸如氫氟酸蝕刻來將過量的表面玻璃從表面的其余部分移除。
[0007]接著，在正面η型擴散層上形成例如Ti0x、Si0x、Ti0x/Si0x、SiNx的介電層，或具體地為SiNx/Si0x的介電堆疊。作為PERC硅太陽能電池的具體特征，也在硅片的背面上沉積介電質(zhì)至例如介于0.05 μ m和0.1 μ m之間的厚度。例如，可使用如在氫的存在下的等離子CVD (化學氣相沉積)或濺射方法進行介電質(zhì)的沉積。此類層充當正面的ARC層和鈍化層兩者，并且充當PERC硅太陽能電池背面的介電鈍化層。然后將PERC硅太陽能電池背面上的鈍化層穿孔。通常通過酸蝕刻或激光鉆孔產(chǎn)生穿孔，并且如此產(chǎn)生的孔的直徑為例如50-300 μ m。它們的深度與鈍化層的厚度一致，或者甚至可以略微超過所述厚度。穿孔的數(shù)目在例如100-500個/平方厘米的范圍內(nèi)。
[0008]正如具有P型基板和正面η型發(fā)射極的常規(guī)太陽能電池結構一樣，PERC硅太陽能電池通常具有在它們的正面上的負極和在它們的背面上的正極。通常通過在電池正面上的ARC層上絲網(wǎng)印刷以及干燥正面銀漿(形成正面電極的銀漿)來作為柵極施加負極。正面柵電極通常以所謂的H圖案進行絲網(wǎng)印刷，該圖案包括細平行指狀線(收集器線)和以直角與指狀線相交的兩條母線。此外，在P型硅基板背面上的穿孔鈍化層上，通常絲網(wǎng)印刷來施加背面銀或銀/鋁漿和鋁漿，并依次干燥。一般地，首先將背面銀或銀/鋁漿施加到背面穿孔的鈍化層上以形成陽極背面觸點，例如作為兩條平行母線或作為矩形或插片，從而為焊接互連帶(預焊接的銅帶)做準備。然后將背面鋁漿施加在裸露區(qū)域中，其與背面銀或銀/鋁略微重疊。在一些情況下，在施加背面鋁漿之后施加背面銀或銀/鋁漿。然后通常在帶式爐中焙燒1-5分鐘的時間，從而使晶片達到700-900°C范圍內(nèi)的峰值溫度。正面電極和背面電極可依次焙燒或共同焙燒。
[0009]一般將背面鋁漿絲網(wǎng)印刷在硅片背面上的穿孔的介電鈍化層上并干燥。將晶片在鋁熔點以上的溫度下進行焙燒以在所述鋁和硅之間的局部觸點處，即在硅片的背表面的不被介電鈍化層覆蓋的那些部分處，或換句話講，在穿孔的位置處形成鋁-硅熔體。如此形成的局部P+觸點一般稱為局部BSF (背表面場)觸點。背面鋁漿通過焙燒從干燥狀態(tài)轉(zhuǎn)化為鋁背面電極，然而背面銀或銀/鋁漿在焙燒時變成銀或銀/鋁背面電極。通常，將背面鋁漿和背面銀或銀/鋁漿共同焙燒，雖然依次焙燒也是可能的。在焙燒期間，背面鋁和背面銀或銀/鋁之間的邊界呈現(xiàn)合金狀態(tài)，并且也為電連接。鋁電極占據(jù)背面電極的大部分面積。在背面的部分上形成銀或銀/鋁背面電極，以作為用于通過預焊接的銅帶等將太陽能電池互連的陽極。此外，在焙燒期間，作為正面陰極印刷的正面銀漿蝕刻并穿透ARC層，并且從而能夠電接觸η型層。該類方法通常稱為“燒透”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明涉及用于形成PERC硅太陽能電池的導電銀背面電極的方法。因此，它也涉及用于生產(chǎn)包括所述導電銀背面電極的PERC硅太陽能電池和PERC硅太陽能電池自身的方法。
[0011]用于形成PERC硅太陽能電池的導電銀背面電極的方法包括以下步驟:
[0012](I)提供在其正面上具有η型發(fā)射極的P型硅片，所述η型發(fā)射極具有在其上的ARC層和在其背面上的穿孔的介電鈍化層，所述介電鈍化層在穿孔的位置處具有局部BSF觸點，
[0013](2)施加并干燥銀漿以在所述硅片的背面上形成連接局部BSF觸點的銀背面電極圖案，以及
[0014](3)焙燒所述干燥的銀漿，從而使所述晶片達到700-900°C的峰值溫度，
[0015]其中所述銀漿不具有燒透能力或僅具有差的燒透能力，并且包含粒狀銀和有機載體。
[0016]本文使用術語“銀漿”。它應指厚膜導電銀組合物，所述組合物包含作為僅有的或作為主要的導電粒狀金屬的粒狀銀。[0017]本文使用術語“銀背面電極圖案”。它應指銀背面陽極在PERC太陽能電池硅片的背面上的布置。該布置的特征在于所述銀背面電極形成連接所有局部BSF觸點的細紋圖案。例子包括連接所有局部BSF觸點的平行但連接的細紋布置，或連接所有局部BSF觸點的細紋的格柵。在此類格柵的情況下，其通常但不必需為方格格柵。要點為所述銀背面電極圖案為連接所有局部BSF觸點并因此還確保后者的電連接的圖案。所述銀背面電極圖案與一個或多個陽極背面觸點電接觸，所述陽極背面觸點為焊接互連帶做準備，例如預焊接的銅帶。所述一個或多個陽極背面觸點可采取例如一種或多種母線、矩形或插片的形式。所述一個或多個陽極背面觸點本身可形成銀背面電極圖案的部分，并且可在本發(fā)明方法的步驟(2)期間連同細紋一起同時施加，即由類似細紋的相同銀漿施加。還可能單獨地施加陽極背面觸點，即在施加連接所有局部BSF觸點的細紋之前或之后施加。
[0018]在本發(fā)明說明書和權利要求書中使用了術語“燒透能力”。它應指焙燒期間金屬漿料蝕刻并穿透(燒透)鈍化層或ARC層的能力。換句話講，具有燒透能力的金屬漿料是燒透鈍化層或ARC層，使得與硅基板的表面電接觸的漿料。相應地，具有差的燒透能力或甚至無燒透能力的金屬漿料在焙燒時與硅基板無電接觸。為了避免誤解，在該背景下術語“無電接觸”不應被理解為絕對的；而是應指介于焙燒金屬漿料和硅表面之間的接觸電阻率超過1Ω.cm2，而在電接觸的情況下，介于焙燒金屬漿料和硅表面之間的接觸電阻率在
1-1Om Ω.cm2的范圍內(nèi)。
[0019]接觸電阻率可通過TLM (傳輸長度法)測量。為此，可使用以下樣本制備和測量程序:將具有ARC層或鈍化層(例如，75nm厚的SiNx層)的硅片絲網(wǎng)印刷在該層上，其中帶測試的金屬漿料為平行線的圖案(例如，127μπι寬且6μπι厚的線，其中線之間的間距為
2.2mm),并且然后用達到例如800°C的峰值溫度的硅片焙燒。將焙燒的晶片用激光切割成IOmmX 28mm的長條，其中平行線彼此不接觸，并且包括至少6條線。然后將所述條在20°C下在黑暗中經(jīng)受常規(guī)TLM測量?？墒褂玫米訥P Solar的裝置GP4-Test Pro進行TLM測量。
【具體實施方式】
[0020]已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的方法允許生產(chǎn)具有改善的電效率的PERC硅太陽能電池。所述焙燒的銀漿很好地粘附到背面鈍化層，并且因此使得由本發(fā)明的方法生產(chǎn)的PERC硅太陽能電池具有長的耐久性或使用壽命。
[0021]不受理論的約束，據(jù)信在本發(fā)明的方法中用于生產(chǎn)銀背面電極的銀漿在焙燒期間不損害或不顯著地損害硅片背面上的介電鈍化層。
[0022]本發(fā)明的方法允許形成PERC硅太陽能電池的銀背面電極，其不含鋁背面陽極并且其中背面鋁漿僅在期望局部BSF觸點的那些部位處局部施加和焙燒。本發(fā)明的方法允許局部BSF觸點的最大化，因為可將硅片背面的整個區(qū)域用于局部BSF觸點并且不需要保留用于常規(guī)陽極銀背面觸點的區(qū)域部分。
[0023]在本發(fā)明方法的步驟(I)中，提供具有正面η型發(fā)射極的P型硅片，所述η型發(fā)射極具有在其上的ARC層，并且具有背面穿孔的介電鈍化層，所述介電鈍化層在穿孔的位置處具有局部BSF觸點。為了避免誤解；盡管所述硅片具有局部BSF觸點，但其不具有鋁背面電極。硅片為如常規(guī)用于制備硅太陽能電池的單晶或多晶硅片；它具有P型區(qū)域、η型區(qū)域和p-n結。硅片在其正面η型發(fā)射極上具有ARC層并且在其背面上具有穿孔的介電鈍化層，這兩種層為例如TiOx、SiOx、TiOx/SiOx、SiNxM，或具體地為SiNx/SiOx的介電堆疊。此類硅片是技術人員所熟知的；為簡明起見，原因參照在“【背景技術】”部分明確作出。
[0024]在背面介電鈍化層的穿孔位置處存在局部BSF觸點。
[0025]在一個實施例中，所述穿孔和局部BSF觸點可以在一個步驟中形成。為此，在P型硅片的還未穿孔的背面介電鈍化層上施加具有燒透能力的鋁漿以形成局部BSF觸點圖案，并且隨后焙燒。在焙燒期間，鋁漿蝕刻并穿透介電鈍化層，從而形成穿孔并允許在鋁和硅之間形成局部觸點。焙燒在鋁熔點以上的溫度下進行以在介于鋁和硅之間的局部觸點處，即在穿孔的位置處形成鋁-硅熔體。
[0026]本文使用術語“局部BSF觸點的圖案”。其是指根據(jù)各個局部BSF觸點之間的大小和距離的局部BSF觸點的布置。已經(jīng)如上所述，穿孔為例如直徑為50-300 μ m,并且它們的深度與背面鈍化層的厚度一致，或者甚至可以略微超過所述厚度。穿孔的數(shù)目在例如100-500個/平方厘米的范圍內(nèi)。
[0027]在另一個和優(yōu)選的實施例中，所述局部BSF觸點以不同方式形成。在此，提供具有正面η型發(fā)射極的P型硅片，所述η型發(fā)射極具有在其上的ARC層，以及已經(jīng)穿孔的背面介電鈍化層。如已在“【背景技術】”部分中所提及，穿孔通常由酸蝕刻或激光鉆孔產(chǎn)生。將鋁漿(具體地但不是必要的，不具有或僅具有差的燒透能力的鋁漿)印刷在穿孔的位置處，并且隨后焙燒。鋁在穿孔的底部處接觸硅，并且在鋁熔點以上的溫度下的焙燒期間在介于鋁和硅之間的局部觸點處形成鋁-硅熔體，最終結果為形成局部BSF觸點圖案。
[0028]硅片可能已具有常規(guī)的正面金屬噴鍍，即具有如上文“【背景技術】”部分中所述的正面銀漿。施加正面金屬噴鍍可在銀背面電極完成之前或之后實施。為了避免誤解，正面銀漿不同于用于形成銀背面電極的銀漿；正面銀漿具有燒透能力。
[0029]在本發(fā)明方法的步驟(2)中，施加銀漿以在硅片的背面上形成連接局部BSF觸點的銀背面電極圖案。所述銀漿不具有燒透能力或僅具有差的燒透能力，并且包含粒狀銀和有機載體。
[0030]在本發(fā)明方法的一個具體實施例中，銀漿包含至少一種玻璃料，所述玻璃料選自(i)無鉛玻璃料，所述無鉛玻璃料具有550-611 °C范圍內(nèi)的軟化點溫度，并且包含
ll-33wt._% (重量％)的SiO2,>0-7重量％，具體地5-6重量%的Al2O3和2-10重量%的B2O3和(ii)含鉛玻璃料，所述含鉛玻璃料具有571-636°C范圍內(nèi)的軟化點溫度，并且包含53-57重量％的PbO、25-29重量％的SiO2、2-6重量％的Al2O3和6-9重量％的B2O3。
[0031]本文使用了術語“軟化點溫度”。它應指在ΙΟΚ/min的加熱速率下由差熱分析DTA來測定的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
[0032]粒狀銀可由銀或與一種或多種其它金屬例如銅的銀合金構成。在銀合金的情況下，銀含量為例如99.7重量％至低于100重量％。在一個實施例中,所述粒狀銀為銀粉。銀粉可為未涂覆的或至少部分涂覆有表面活性劑。表面活性劑可選自但不限于硬脂酸、棕櫚酸、月桂酸、油酸、癸酸、肉豆蘧酸和亞油酸、以及它們的鹽，例如銨鹽、鈉鹽或鉀鹽。銀粉表現(xiàn)出例如0.5-5 μ m的平均粒度?；诳傘y漿組合物計，粒狀銀可以50-92重量％，或者在一個實施例中65-84重量％的比例存在于銀漿中。
[0033]本文使用了術語“平均粒度”。它應指借助于激光散射測定的平均粒度(平均粒徑，d50)。[0034]本文涉及平均粒度所作的所有陳述均涉及如存在于銀漿組合物中的相關材料的平均粒度。
[0035]存在于銀漿中的粒狀銀可伴有少量的一種或多種其它粒狀金屬或粒狀硅。其它粒狀金屬的例子包括銅粉、鈀粉、鎳粉、鉻粉、以及尤其是鋁粉。在一個實施例中，銀漿不含其它一種或多種粒狀金屬和粒狀硅。在另一個實施例中，銀漿的粒狀金屬含量包括95-99重量％的粒狀銀和1-5重量％的粒狀鋁。
[0036]銀漿包含有機載體?？蓪⒑芏喾N惰性的粘稠材料用作有機載體。所述有機載體可為以下的有機載體:其中粒狀組分(粒狀銀，任選地存在其它粒狀金屬，任選地存在粒狀硅、玻璃料，還任選地存在無機粒狀組分)是可以足夠的穩(wěn)定度分散的。有機載體的性能(具體地為流變性)可使得它們向銀漿組合物提供良好的施加性能，包括:不溶性固體的穩(wěn)定分散性、適當?shù)氖┯谜扯群陀|變性、硅片的鈍化背面和漿料固體的適當?shù)目蓾櫇裥?、良好的干燥速率和良好的焙燒性能。銀漿中所用的有機載體可為非水性惰性液體。有機載體可為有機溶劑或有機溶劑混合物；在一個實施例中，有機載體可為一種或多種有機聚合物溶于一種或多種有機溶劑中所形成的溶液。在一個實施例中，用于該目的的聚合物可為乙基纖維素。可單獨或組合使用的聚合物的其它例子包括乙基羥乙基纖維素、木松香、酚醛樹脂和低級醇的聚(甲基)丙烯酸酯。合適的有機溶劑的例子包括醇酯和萜烯，諸如α-或β-萜品醇或它們與其它溶劑諸如煤油、鄰苯二甲酸二丁酯、二甘醇丁基醚、二甘醇丁基醚乙酸酯、己二醇和高沸點醇的混合物。此外，在有機載體中還可包括揮發(fā)性有機溶劑以用于促進在將銀漿施加在硅片的背面上之后的快速硬化?？膳渲七@些和其它溶劑的各種組合以獲得所期望的粘度和揮發(fā)性要求。
[0037]銀漿中的有機載體含量可取決于施加漿料的方法和所用有機載體的種類，并且其可變化。在一個實施例中，基于總銀漿組合物計，其可以為20-45重量％，或者在一個實施例中，其可在22-35重量％的范圍內(nèi)。數(shù)目20-45重量％包括一種或多種有機溶劑、一種或多種可能的有機聚合物和一種或多種可能的有機添加劑。
[0038]基于總銀衆(zhòng)組合物計,銀衆(zhòng)中的有機溶劑含量可在5-25重量％的范圍內(nèi)，或者在一個實施例中，在10-20重量％的范圍內(nèi)。
[0039]基于總銀漿組合物計，一種或多種有機聚合物可以0-20重量％的范圍內(nèi)，或者在一個實施例中，5-10重量％范圍內(nèi)的比例存在于有機載體中。
[0040]在本發(fā)明方法的一個具體實施例中，銀漿包含至少一種玻璃料，所述玻璃料選自
(i)無鉛玻璃料，所述無鉛玻璃料具有550-611°C范圍內(nèi)的軟化點溫度，并且包含11-33重量%的SiO2、>0-7重量％，具體地5-6重量%的Al2O3和2-10重量%的B2O3和(ii)含鉛玻璃料，所述含鉛玻璃料具有571-636°C范圍內(nèi)的軟化點溫度，并且包含53-57重量％的PbO、25-29重量％的Si02、2-6重量％的Al2O3和6-9重量％的B203。
[0041]在⑴型無鉛玻璃料的情況下，SiO2, Al2O3和B2O3的重量百分比總計不為100重量％，并且其余的重量％具體地由一種或多種其它氧化物構成，例如堿金屬氧化物如Na20、堿土金屬氧化物如MgO、以及金屬氧化物如Bi203、TiO2和ZnO。
[0042](i)型無鉛玻璃料可包含40-73重量％，具體地48-73重量％的Bi203。Bi2O3^SiO2,Al2O3和B2O3的重量百分比總計可為或可不為100重量％。在總計不為100重量％的情況下，其余的重量％具體地可由一種或多種其它氧化物構成，例如堿金屬氧化物如Na2O、堿土金屬氧化物如MgO、以及金屬氧化物如TiO2和ZnO。
[0043]在(ii)型含鉛玻璃料的情況下，Pb0、Si02、Al203和B2O3的重量百分比總計可為或可不為100重量％。在總計不為100重量％的情況下，其余的重量％具體地可由一種或多種其它氧化物構成，例如堿金屬氧化物如Na20、堿土金屬氧化物如MgO、以及金屬氧化物如TiO2 和 ZnO0
[0044]在本發(fā)明方法的具體實施例中所用的銀漿包含(i)型無鉛玻璃料和(ii)型含鉛玻璃料的情況下，兩種玻璃料類型之間的比率可為任何值，或換句話講，在>0至無窮的范圍內(nèi)。一般來講，如在本發(fā)明方法的具體實施例中所用的銀漿不包含不是選自(i)型和
(ii)型玻璃料的玻璃料。
[0045]選自(i)型和(ii)型的一種或多種玻璃料充當無機粘合劑。一種或多種玻璃料的平均粒度在例如0.5-4μπι的范圍內(nèi)。在本發(fā)明方法的具體實施例中所用的銀漿中，選自
(i)型和(ii)型的玻璃料的總含量為例如0.25-8重量％，或者在一個實施例中為0.8-3.5
重量％。
[0046]玻璃料的制備是熟知的，并且主要在于例如將玻璃的組分熔融在一起，具體地為組分的氧化物的形式，并且將此類熔化的組合物注入水中以形成玻璃料。如本領域所熟知，可加熱到例如1050-1250°C范圍內(nèi)的峰值溫度并持續(xù)通常為0.5-1.5小時的時間，使得熔體完全變?yōu)橐后w且均相的。
[0047]可將玻璃在球磨機中用水或惰性低粘度低沸點有機液體研磨以減小玻璃料的粒度，并獲得尺寸基本上均勻的玻璃料。然后可將其置于水或所述有機液體中以分離出細料，并且可除去包含細料的上清液。也可使用其它分類方法。
[0048]銀漿可包含一種或多種有機添加劑，例如表面活性劑、增稠劑、流變改性劑和穩(wěn)定齊U。一種或多種有機添加劑可為有機載體的部分。然而，也可能在制備銀漿時單獨加入一種或多種有機添加劑?；诳傘y漿組合物計，一種或多種有機添加劑可以例如0-10重量％的總比例存在于銀漿中。
[0049]在本發(fā)明方法的步驟(2)中施加的銀漿為粘稠的組合物，其可通過將粒狀銀和一種或多種玻璃料與有機載體機械混合而制備。在一個實施例中，可使用動力混合制造方法，其為一種等同于傳統(tǒng)輥磨的分散技術；也可使用輥磨或其它混合技術。
[0050]銀漿可原樣使用或者可例如通過加入一種或多種附加的有機溶劑來稀釋；因此，銀漿的所有其它組分的重量百分比可降低。
[0051]如已提及地將銀漿以銀背面電極圖案施加在硅片的背面上。將所述銀漿施加到例如5-30 μ m的干膜厚度，并且具有例如50-150 μ m的線寬。銀漿的施加方法可為印刷，例如硅氧烷移印，或者在一個實施例中為絲網(wǎng)印刷。
[0052]當通過使用Brookfield HBT粘度計和#14錠子的效用杯在IOrpm的錠子速度和25°C下測量時，銀漿的施加粘度可為20-400Pa.S。
[0053]施加后，將銀漿干燥例如1-100分鐘的時間，其中硅片達到100-300°C范圍內(nèi)的峰
值溫度。干燥可利用例如帶式、旋轉(zhuǎn)式或靜止式干燥機，具體地，IR (紅外)帶式干燥機來實施。
[0054]在本發(fā)明方法的步驟(3)中，焙燒干燥的銀漿以形成銀背面電極。步驟(3)的焙燒可進行例如1-5分鐘的時間，其中硅片達到700-900°C范圍內(nèi)的峰值溫度?？衫美鐔螀^(qū)段或多區(qū)段帶式爐，具體地，多區(qū)段IR帶式爐實施焙燒。焙燒可在惰性氣氛中或在氧氣的存在下，例如在空氣的存在下發(fā)生。在焙燒期間，可除去(即燒盡和/或碳化，具體地燒盡)包括非揮發(fā)性有機材料和在干燥期間未蒸發(fā)的有機部分的有機物質(zhì)。在焙燒期間除去的有機物質(zhì)包括一種或多種有機溶劑、任選存在的一種或多種有機聚合物、以及任選存在的一種或多種有機添加劑。至少在本發(fā)明方法的具體實施例的情況下，在焙燒期間還存在一種工藝，即，玻璃料與粒狀銀的燒結。在銀漿焙燒期間不燒透背面穿孔的鈍化層，但是其接觸局部BSF觸點。
[0055]焙燒可以所謂的共同焙燒進行，所述共同焙燒連同正面金屬漿料，例如已被施加到PERC太陽能電池硅片的正面銀漿一起以形成正面金屬電極。在一個實施例中，所述共同焙燒連同已被施加的背面鋁漿一起進行以形成局部BSF觸點。
[0056]實魁
[0057]以下實例示出了銀漿燒透能力的測定。所述實例還示出了焙燒的銀漿與具有SiNx鈍化層的基板之間的粘附性。使用具有η型發(fā)射極和通過CVD (化學氣相沉積)施加在晶片的發(fā)射極上的75nm厚的SiNx ARC層的常規(guī)樣品p型基板硅電池實施粘附性測試和燒透測試。據(jù)信在此測量的性能不受基板類型(η型或P型)的影響而僅受SiNx鈍化層的存在的影響。
[0058](I)測試樣本的制誥
[0059](I)銀漿 I 至 3:
[0060]銀漿I至3的組成在表1中示出。漿料由銀粉(平均粒度2 μ m)、有機載體(聚合樹脂和有機溶劑)和玻璃料(平均粒度8 μ m)組成。表2提供了所采用的玻璃料類型的組成數(shù)據(jù)。
[0061]M I
[0062]I銀漿 I組成(重量％ )
【權利要求】
1.用于形成PERC硅太陽能電池的導電銀背面電極的方法，包括以下步驟: (1)提供在其正面上具有η型發(fā)射極的P型硅片，所述η型發(fā)射極具有在其上的ARC層和在其背面上的穿孔的介電鈍化層，所述介電鈍化層在所述穿孔的位置處具有局部BSF觸點， (2)施加并干燥銀漿以在所述硅片的背面上形成連接所述局部BSF觸點的銀背面電極圖案，以及 (3)焙燒所述干燥的銀漿，從而使所述晶片達到700-900°C的峰值溫度， 其中所述銀漿不具有燒透能力或僅具有差的燒透能力，并且包含粒狀銀和有機載體。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述銀漿包含至少一種玻璃料，所述玻璃料選自(i)無鉛玻璃料，所述無鉛玻璃料具有550-611°C范圍內(nèi)的軟化點溫度，并且包含11-33重量％的Si02、>0-7重量％的Al2O3和2-10重量％的B2O3和(ii)含鉛玻璃料，所述含鉛玻璃料具有571-636°C范圍內(nèi)的軟化點溫度，并且包含53-57重量％的Pb0、25_29重量％的SiO2,2-6 重量 ％ 的 Al2O3 和 6-9 重量 ％ 的 B203。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述無鉛玻璃料中的一種或多種包含40-73重量 % 的 Bi2O30
4.根據(jù)權利要求2或3的所述方法，其中在所述銀漿中，選自類型⑴和(ii)的玻璃料的總含量為0.25-8重量％。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其中基于總銀漿組合物計，所述粒狀銀以50-92重量％的比例存在。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其中基于總銀漿組合物計，所述有機載體含量為20-45重量％。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述銀漿通過印刷施加。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其中焙燒以共同焙燒進行，所述共同焙燒連同已被施加到所述硅片的背面鋁漿和/或正面金屬漿料一起以形成局部BSF觸點和/或正面金屬電極。
9.PERC硅太陽能電池的導電銀背面電極，所述導電銀背面電極由前述權利要求中任一項所述的方法制成。
10.PERC硅太陽能電池，包含權利要求9的導電銀背面電極。
【文檔編號】H01B1/22GK103503080SQ201280009271
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年3月5日 優(yōu)先權日:2011年3月3日
【發(fā)明者】K·W·杭, G·勞迪辛奧, A·G·普林斯, R·S·沃特 申請人:E.I.內(nèi)穆爾杜邦公司